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ＩＳＳＮ１３４６－７８４０ 港湾空港技術研究所 資料 TECHNICAL NOTE OF THE PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE No.1246 December 2011 緊急時における高い運用性を有する高粘度油回収システムの研究 吉江 独立行政法人 宗生 港湾空港技術研究所 Independent Administrative Institution, Port and Airport Research Institute, Japan 目 次 旨 ······························································································································································ 3 1. 序論 ································································································································································ 4 1.1 研究の背景と目的 ······························································································································· 4 1.2 本論文の構成 ······································································································································· 4 2. わが国の油濁防除体制の現状と課題 ······································································································ 4 2.1 ナホトカ号重油流出事故 ··················································································································· 4 2.2 ナホトカ号重油流出事故時の政府の対応 ······················································································ 4 2.3 油濁防除体制の現状 ··························································································································· 7 2.4 わが国唯一の油回収資機材試験用大型水槽の建設 ····································································· 8 2.5 現状の課題 ············································································································································ 11 要 3. 油回収システムの課題 ······························································································································· 11 3.1 世界の油回収システムの開発状況 ·································································································· 11 3.2 エマルジョン化油の問題 ··················································································································· 11 3.3 ロジスティクスの問題 ······················································································································· 12 3.4 運用と操作のわかりやすさ ·············································································································· 13 3.5 結語 ························································································································································ 16 4. 浅海域用高濃度油回収システムの開発 ·································································································· 16 4.1 コンセプト ············································································································································ 16 4.2 各部の機構と特徴 ······························································································································· 19 4.3 水槽試験 ················································································································································ 24 4.4 現地運用試験 ······································································································································· 28 4.5 適用事例 ················································································································································ 32 4.6 結語 ························································································································································ 34 5. 工事用作業船を用いた油回収システムの提案························································································ 35 5.1 コンセプト ············································································································································ 35 5.2 システムの構成 ··································································································································· 37 5.3 かき寄せバケット式油回収機の開発 ······························································································ 39 5.4 集油装置の開発 ··································································································································· 50 5.5 海上での運用試験 ······························································································································· 61 5.6 結語 ························································································································································ 67 6. 結論 ································································································································································ 68 謝辞 ······································································································································································· 72 参考文献 ······························································································································································ 73 -1- A Study on the Highly Operable Viscous Oil Skimming System in Emergency Muneo YOSHIE* Synopsis NAKHODOKA oil spill in January, 1997 was the unprecedented serious disaster casused damages of around 36 billion yen as a result. Though many voluntiers worked on removing oil with enthusiastic at the time, it was deifficult for the people which are lack of skill and knowledge about oil spill response to cope with the various problem on the machineries and the materials effected negatively by heavy viscous oil which was emulsified and contains debris at the coast. Bcause of this, the national and local goverments were complained about the flaw of technical support and the oil-spill equipments. On these backgrounds, objective of this study is development and research of the oil skimming system which performs efficiently and has usable operation system even if people who do not have skill and knowledge enough about oil spill response operate it. The first chapter deals with the objective and the background of the study. The second chapter shows the current oil spill response preparation in Japan, and expresses necessity of the serious development and research of the oil skimming system. The third chapter discusses about engineering problem which should be overcome in order to make the operation of the oil skimming system to be easy to use. The forth chapter shows “Oil Recovery System at the Site of Coastal Shallow Water for High Viscous Oil”, the system was developed for people operating by only hand at the shallow water site where no heavy machineries and no work vessels are able to access. The fifth chapter shows “Development of an Oil Skimmer Operated by Crane Barges”, the system enable the crane barges which are working in most of all Japanese ports to be oil skimming boats in emergency. The sixth chapter reviews and frames, through the two developed oil skimming systems, a conclusion of the way of oil skimming system which enable the operation at the oil spill response site to be efficiently. It suggests that automated solution against the unique trouble of the oil recovery caused by the high viscous oil and debris should be prepared, and the system should be designed to make people understand the operation easily, and shows the technology, engineering, application of the system and future challenge. Key Words: Viscous Oil, Oil Skimmer, Workvessel, Oil Spill Response, Operation, In-situ Test * Director of New Technology Development Field 3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan Phone：+81-46-844-5062 Fax：+81-46-844-0575 e-mail:[email protected] -2- 緊急時における高い運用性を有する高粘度油回収システムの研究 吉江 宗生* 要 旨 1997 年 1 月に起きたナホトカ号重油流出事故は，最終的に被害額約 360 億円を計上した未曽有の 規模の油濁事故となった．当時の油回収作業現場では，多くのボランティアによる作業が熱心に行 われたが，エマルジョン化して粘度が高くなり，海岸のゴミを含んだ重油が使用機材に様々な悪影 響を及ぼすことから，油濁防除作業に対する知識の乏しい作業者がこれに対処することは非常に難 しかった．このため，国や地方自治体等による技術支援や資機材の不備が後に多く指摘された． 本研究はこうした背景のなか，油濁防除の知識や経験が浅い者によっても効率的に油濁防除作業 が可能となる高い運用性に配慮した油回収システムを開発することを目的に行われた． 第 1 章では本研究が行われた背景と目的について簡単に述べた．第 2 章では我が国の油濁防除体 制の現状について紹介し，油回収機の本格的な研究開発の必要性を述べた．第 3 章では油回収シス テムの運用を簡単にするために克服すべき技術的な課題について論じた．第 4 章では，重機や作業 船が入り込めず，手作業を強いられる水深の浅い海岸で，人力で運用できる油回収機として研究開 発した「浅海域用の高濃度油回収システム」の研究開発について述べた．第 5 章では，全国に在船 するクレーン付台船を緊急時に油回収船とする「工事用作業船を用いた油回収システム」の研究開 発について述べた．第 6 章では研究開発した 2 つの油回収システムを通じて，油濁防除作業におい て運用が簡単な油回収システムの在り方として，高粘度油とゴミによる油回収作業特有のトラブル は自動的に回避され，油回収作業は見て分かりやすいように配慮すべきこと，及びその技術，今後 の課題，適用性についてまとめた． キーワード：高粘度油，油回収機，オイルスキマー，工事用作業船，油濁対策，運用，海上試験 * 新技術研究開発領域長 〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 電話：046-844-5062 港湾空港技術研究所 Fax：046-844-0575 e-mail:[email protected] -3- 1. 序論 沿岸域でも被害を受ける可能性がある状況下で，全国の 油回収船の配備状況を補完し，早くて効率的な復旧作業 1.1 を支援する油回収システムのパッケージである． 研究の背景と目的 1997 年 1 月に起きたナホトカ号重油流出事故は，我が 国の日本海沿岸に多くの油濁被害をもたらした．重油が 1.2 本論文の構成 推定 6,240kl 流出し，被害はわが国では未曽有の規模と 本論文では，第 1 章で本研究が行われた背景と目的に なった．このため地元の水産業，観光業など各方面に大 ついて簡単に述べる．第 2 章では我が国の油濁防除体制 きな社会的インパクトを与えた．重油が漂着した海岸を の現状について紹介し，油濁防除資機材を運用する視点 所管する地方自治体はもとより，当時の運輸省，海上保 からその課題について論じる．第 3 章では油回収システ 安庁，環境庁，国土庁など直接あるいは間接的な被害の ムの運用を簡単にするために克服すべき技術的な課題に 復旧に当たった国の省庁の防災体制の在り方にまで国会 ついて論じる．第 4 章では，重機や作業船が入り込めず， で言及される事態となった．最終的に被害額は約 360 億 手作業を強いられる水深の浅い海岸において，人力で運 円を計上し，1997 年 4 月頃に一応の終結を見たが，その 用できる効率的な油回収機の要件として，余水を出来る 後も環境への影響に関する論文が提出されるなどその影 だけ排除して高粘度油を回収でき，かつ油回収の専門知 響は長期にわたるものであった． 識を要しない運用性を持った「浅海域用の高濃度油回収 運輸技術審議会総合部会においては 1997 年 12 月に システム」について，実際に研究開発し，克服した種種 「流出油防除体制の強化について」が答申され，その中 の技術的な内容について紹介する．第 5 章では，第 4 章 で大規模な油濁事故に今後対応できるような技術開発の と異なり，全国に在船する工事用作業船の中の特にクレ 必要性が盛り込まれた．実際に当時の油回収作業現場で ーン付台船を緊急時に油回収船として用いる「工事用作 はエマルジョン化して粘度が高くなり，さらに海岸のゴ 業船を用いた油回収システム」について紹介する．油回 ミを含んだ重油が使用機材に様々な悪影響を及ぼすこと 収船が配備されていない地域で使用することから，使用 が指摘され，油濁防除作業に対する知識の乏しい中でこ 者は油回収の専門家でないことを前提とした運用性を有 れに対処することは大変に難しかった．当時は多くのボ するように工夫し，研究開発した油回収機と集油ブーム ランティアによる作業も試みられたが，現場での試行錯 （フェンス）の技術内容を紹介する．第 6 章では研究開 誤による厳しい作業を強いられ，国や地方自治体等によ 発した 2 つの油回収システムを通じて，油濁防除作業に る技術的なサポートや資機材の不備に不満がつのった． おいて運用が簡単な油回収システムの在り方及び今後の エマルジョン化した極めて粘度の高い油を対象とし，我 課題，適用性などについてまとめる． が国の現場での運用性を考慮した研究・開発がほとんど 2. わが国の油濁防除体制の現状と課題 なされておらず，その研究・開発環境についても，実油 を用いて実験をすることができる大形造波水槽がない状 況であった． 2.1 ナホトカ号重油流出事故 本研究はこうした背景のなか，油濁防除の知識や経験 が浅い者によって効率的に油濁防除作業が可能となる運 (1) 概要 用が簡単な油回収機のシステムを開発することを目的に 本節ではタンカー事故としてわが国で最大規模の被 行われたものである．海岸で用いるためのシステムおよ 害をもたらし，本研究の契機となったナホトカ号重油流 び緊急時にクレーン台船を用いて油回収を行うシステム 出事故について述べる． の 2 通りの研究開発をほぼ終了したため，その内容につ ナホトカ（Nakhodka）号はロシア船籍のタンカーで， 総トン数 13,157 トン，全長 177.2m，乗組員は全員ロシ いてここに報告するものである． 海岸で用いるためのシステムは，ナホトカ号重油流出 ア人であった．進水年次が 1970 年で，事故当時の船齢は 事故の海岸漂着油の回収作業で，多数のボランティアを 27 年目に入っていた．ナホトカ号は 1996 年 12 月に上海 含む作業者が，ひしゃくや各人が工夫した道具とバケツ からカムチャツカ半島のペトロパブロフスクへ向けて航 リレーによらざるを得なかった教訓から，当時存在しな 行中，1997 年 1 月 2 日，島根県隠岐島北北東 106km 付 かった，人力で浅い海岸へ陸側から進水して用いること 近で荒天により船首部分が折損し，船首部はそのまま漂 ができる油回収システムである．また，緊急時にクレー 流し，船尾部は沈没した．ナホトカ号は C 重油 19,000kl ン台船を用いて油回収を行うシステムは，わが国のどの を積載しており，そのうちの 6,240kl が流出したと推定 -4- された．流出量の推定は切断された部分に搭載された C は 4,650kl であった．他の資料では，運輸省が 938kl,海上 重油が約 3,700kl であったが，その後海底-2500m に沈ん 保安庁が 641kl,海上自衛隊が 625kl,水産庁が 43kl の回収 だ船尾部を科学技術庁及び海洋科学技術センターが 量とある．このため，1 回の出動での回収量を単純に計 ROV ドルフィン 3K により調査した結果を踏まえて行わ 算すると，運輸省の清龍丸が約 22.3kl，中型の油回収船 れた．乗組員は総勢 32 名のうち船長を除く 31 名は救命 が約 1.3kl，海上保安部の船が 0.2kl，海上自衛隊艦船が 筏で脱出し，海上保安庁の巡視船及びヘリコプターによ 0.7kl，漁業取締船が 0.2kl となる．ここまで単純に比較 り救助されたが，船長は後に遺体で発見された．海上保 すればやはり油回収船は効率が高いと考えられる．しか 安庁の巡視艇による曳航作業は難航し，船首部はその後 しながら,ガット船と漁船及びその他(外洋タグと回収装 も漂流を続け，1 月 7 日福井県三国町安島岬沖に漂着･座 置)によって 3,341kl が回収されており,絶対量は圧倒的に 礁した． 多い．ガット船は 1,000 トン回収したとの記述のある資 海上保安庁は 1 月 3 日に関係自治体への通報を行った． 料 4) があり，また，漁船は延べ数万回出動しただろうと 1 月 4 日に第八管区海上保安本部から当時わが国唯一の の情報が同じ資料にある．漁業取締船は 500 総トンクラ 大型油回収船（浚渫船の兼用船）である清龍丸の出動要 スのものが多く，漁船は 5 トンや 10 トン程度と考えられ 請が当時の運輸省第五港湾建設局に出され，同船が名古 るが，1 回あたりの回収量を同じ 0.2kl（ドラム缶 1 本） 屋港を出港した．1 月 5 日には海上自衛隊に災害派遣要 と仮定して，ガット船の分を除いた 2,341kl を 0.2kl で除 請が出され，舞鶴地方隊の全艦艇 5 隻が出動する態勢と して 11,705 回という数字を算定できる．記述におよそ符 なり，最終的には艦艇 25 隻，航空機 7 機の態勢となった． 合することとなる．この中でガット船が 1,000kl を 21 回 1 月 6 日には関係省庁連絡会議が開催された．1 月 9 日に で回収したとすると,1 回当たり 47.6kl の回収量となり, 清龍丸は京都府京丹後市丹後町の経が岬沖で油回収作業 注目に値する． を開始した．1 月 10 日には運輸大臣を本部長とする政府 の災害対策本部が設置され，政府全体として流出油の防 (3) 海岸の油回収作業 除に取り組んだ． 海岸においてはほとんどが人海戦術の手作業となっ 浮流油は移動しながら最終的には 9 府県の海岸 たことが報道等でよく知られた．しかしながら,様々な機 1,000km 以上にわたり漂着した．漂着油の回収作業は同 器類が実際には用いられており，ひしゃくとスコップと 年 2 月 18 日にほぼ終結した．この間，ボランティアは延 バケツリレーのみで回収したようなイメージとは異なる． べ 100 万人が作業に従事したといわれている．回収油水 本研究ではこれらの現場で用いられた機器類の情報から 量は約 6 万トンにのぼり,このうち海岸での回収分は約 開発するべき機器類の仕様などを検討しているので，紹 86%という資料がある．ナホトカ号事故の油濁被害額は， 介する． 油濁損害と防除措置費用のクレーム総額が 358 億円にの 海岸では油の漂着を防ぐためのオイルブームを展張 ぼったが,最終的に 261 億円に査定された． した．静穏な状況では効果があり,また，油吸着材を暖簾 状にしたり，ぽんぽん状にして連結した簡易なオイルブ (2) 海上の油回収作業 ームも効果があった．しかし，風浪での切断や越波のた 日本海では冬季の風浪が激しく，ナウファスの経ヶ崎 め効果がなかった事例も多かった．したがって,海岸への の波高計のデータでは 1997 年の 1 月，2 月で有義波高が 漂着防止や漂着油の囲い込みについて長期間維持するこ 1m を切るデータはひと月に数日しかなかったことがわ とは困難であると考えるべきであろう． かる．一般に海洋工事等では洋上で作業を行なえる波高 海岸での回収作業では，まず大量の回収油水を貯蔵す の限界が 1m 程度であることから，海上での油回収作業 るピットを掘る,タンクを準備するなどを行っている．福 が難航した事実の裏づけといえよう． 井県三国町のピットは容量が 2,600m3 のものが一晩で造 洋上で作業した油回収船は，｢清龍丸｣（運輸省第五港 成された．このピットにバキュームカーが海岸の回収現 湾建設局），「あすわ」，｢第 3 たかほこ｣，「はくりゅう」 場のドラム缶等から油水を集めて投入し，貯蔵した．ピ （国家石油備蓄会社），であった．回収量は清龍丸が延べ ットは三国町に 4 箇所,敦賀,金沢,珠洲にも造成された． 42 回の出動で 940kl，他の 3 隻が延べ 57 回の出動で 75kl， ただし,珠洲市では漂着油の粘度が極めて高く，回収油は その他の海上保安部の巡視艇等が延べ 3,425 回,漁業取締 土嚢袋に保管され,トラックに積み込まれて搬送される 船が延べ 242 回，自衛隊艦船が延べ 920 回,ガット船が延 分が多かった． べ 21 回，漁船および外洋タグは出動回数不明で,回収量 回収現場では，上述のバキュームカーのほか，吸引方 -5- が有名になった． 式が異なる強力吸引車，コンクリートポンプ車が転用さ れた．吸引する上で,高粘度であることやゴミが混じるこ 重機が入り込めない海岸でも，ベルトコンベアにより とにより,常に詰まりを生じる危険性があった．コンクリ 土嚢を搬出し，効果を挙げた．また,高所へ土嚢を持ち上 ートポンプ車は長いブームの先に吸引ホースが伸びてお げる場合には,瓦上げ器が使用された．そのほかに農地等 り，その使用された車両の仕様の例は Table 2.1 の通り で使用される小型の不整地運搬車が重量物の移送に用い である．また，バキュームカーのうち強力吸引車はブロ られた． こうした機械類が使用できないところはやはりバケ ワを用いた方式で，多量の空気と同時に油水を吸引する ツリレーが行われた．また，回収用の道具としては穴あ ため詰まりが生じにくかった． Table 2.1 Specification of the Concrete Pump Car (example) Pump Boom Body Size きひしゃく，スコップ,その他考えられる様々な容器類が 4) 用いられた．共通して，いかに水を排出しながら油をす pump type hose pump capacity 80m3/h くいとるかということであり，網，孔などを工夫して用 いられた． 2 discharge pressure(Max.) 16kgf/cm pumiping transfer distance 300m 2.2 ナホトカ号重油流出事故時の政府の対応 boom type M four-section flexion 1 月 2 日の事故を受け,政府は 1 月 6 日に 18 省庁の連 boom length(Max.) 22.3m 絡会議を開いた．1 月 10 日には運輸省に運輸大臣を本部 diameter (inlet, discharge) 125A 長とする「ナホトカ号海難・流出油災害対策本部」を設 turret angle 360° 置した length 9110mm 警察庁，防衛庁，科学技術庁，環境庁，国土庁，外務省， width 2490mm 厚生省，水産庁，資源エネルギー庁，運輸省，海上保安 hight 3480mm 庁，郵政省，建設省，自治省，消防庁であった．対策本 weight 15900kg 5) ．対策本部構成メンバーは，内閣安全保障室， 部では，応急対策全般について検討が行われた．1 月 20 浚渫工事用のジェットポンプを動力として油水をく 日には，閣議口頭了解により，内閣官房長官主宰の「ナ み上げた例もある．ジェットポンプは高圧水をホース内 ホトカ号流出油災害対策関係閣僚会議」を随時開催する に吹き込んで発生する負圧により吸引するものである． こととなった．会議では応急対策，被害対策及び再発防 ホース口径は 200mm と大きく，通常のバキュームカー 止対策等について，緊密な連携のもと，効果的かつ総合 のホース径は 60mm，強力吸引車は 100mm，コンクリー 的な対策の推進を図ることを目的としていた． トポンプ車は 125mm であるのに比べて詰まりなどに強 同会議の下には幹事会が設置され，Table 2.2 のよう いと見られる.しかしながら回収される油水の 90%は水 なプロジェクトチーム（PT）及びワーキンググループ であり,回収タンクに水中ポンプを入れて余水を急速に （WG）で検討が行われた． 排水する必要があった．一般にこれらの吸引方式では, また,平成 9 年 3 月 5 日に運輸技術審議会総合部会に 高粘度油だけを狙って吸引すると粘度による管内摩擦損 ｢流出油防除体制総合検討委員会｣が設けられて,今後の 失で詰まりを生じるため,意図的に海水を十分に吸引さ 事故再発防止対策及び流出油防除対策画総合的に検討さ せる必要があった． れた．その結果，平成 9 年 6 月 20 日に「流出油防除体制 土嚢やドラム缶を海岸から道路へ移送する手段とし の強化について」の中間報告が，また,同年 7 月 2 日に東 ては，重機が入り込める場合はクレーンやバックホーが 京湾で起きたダイヤモンドグレース号油流出事故なども 用いられた．ドラム缶の容量は 1 本 0.2kl で，約 200kg かんがみて，12 月 12 日に最終の報告がなされた． ほどの重量となるため，人力で運ぶのは重労働となる． 同報告では事故再発防止策，流出油防除対策，海洋汚 砂浜では漂着した油を砂ごとブルドーザでいったん海中 染防止国際協力体制の構築をうたっている．その中の流 に推し戻し，浮いた油を油吸着材等で回収する方法など 出防除対策としては，それまでナホトカ号のような外洋 がとられた． での大規模な油流出事故が想定されていなかった体制に しかしながらこれら重機を用いた場合に，重機により ついて，即応体制の強化をすること，防除体制の強化を 踏まれた油は砂中深く埋もれてしまうとの批判もあり， すること，リスク情報の事前管理と漂流油予測などが挙 海岸に平行に一列に並んで少しずつ海に向かって手作業 げられている． で回収する人海戦術によりきれいな砂浜に再生した事例 -6- Table 2.2 Executive board meeting of cabinet meeting for 防止法」および「石油コンビナート等災害防止法」があ Nakhodka oil spill response and Project Team る．これらの法律により，ある規模以上の油保管施設や タンカーの所有者,係留施設管理者はオイルフェンスや Working Group of grasping the situation of damage ・Grasping the directly damage of oil spill 油回収装置,油回収船,油処理剤,吸着材等を準備しなけれ Project Team for Oil Spill Damage Working Group of compensation problem Control ・Work on the executing of response by the ship owner ばならない．これらの中で外航船の所有者の多くは実際 Working Group of other damage control ・Application of current system Project Team for Prevention a Recurrence には（独）海上災害防止センターに委託している． ・International cooperation for ascertaining the cause of the accident ・Enhancement and improvement of the oil spill response system Project Team for Rapid-Response ・ Confirmation to the Massive Oil Spill Governments of Rapid-Response System of the Harima-nada Oosaka Bay Relative East of inlandsea Seto Cenral of inland sea 2.3 7 5309 1676 油濁防除体制の現状 12 111 7 5 306 246 4 341 167 Coast of Hokkaido 1 50 80 Coast of Hokuriku 3 4439 1402 West of inland sea Seto Coast of Sanin and Wakasa Bay 6 105 980 Coast of Tohoku (1) 政府の対応政策 1 320 89 油流出事故をおこした場合，船長等から海上保安庁に North Coast of Kyusyu 通報がある．海上保安庁は，阪神大震災を契機に 1996 Tokyo Bay 5 242 119 年に内閣に設置された内閣情報集約センターへ連絡する． 必要に応じて内閣危機管理監が官邸対策（連絡）室を設 Ise Bay South Coast of Kyusyu 0 0 0 が参集する．大規模な油濁災害となっていない場合でも, 事故の規模や広域性から応急対策の調整等が必要な場合， 6 5448 1325 South Coast of Shikoku 4 544 224 置し,内閣官房の担当者及び関係各省庁から連絡担当者 Coast of Okinawa 9 777 492 3 134 77 Coast of Kanto and Tokai Total 70 20278 6976 3 95 170 1 99 224 Home port Number of vessles Total tonnage [GT] Total oil recovery rate West Coast of Tokai 海上保安庁長官を本部長とする警戒本部が設置される． Fig 2.1 Distribution chart of oil skimming vessels ナホトカ号重油流出事故時は被害が発生するまではこう した準備態勢をとる法的なしくみが無かった．大規模な Harima-nada Oosaka Bay 37 563 24 East of inlandsea Seto 被害が発生した場合には，国土交通大臣を本部長として 非常災害対策本部が設置される．関係行政機関の総合調 9 432 8 整のみならず,関係行政機関に対して指示を行う権限が 28 450 18 23 902 17 Coast of Hokuriku 16 660 12 West of inland sea Seto 与えられる．それぞれの省庁の油流出事故対応能力を発 Coast of Hokkaido 17 726 11 Cenral of inland sea Coast of Sanin and Wakasa Bay 揮・調整させるための関係省庁連絡会議（課長級），関係 局長等会議,関係閣僚等会議を事態の重要性に合わせて 22 436 21 Coast of Tohoku 8 340 7 North Coast of Kyusyu 先の警戒本部,非常災害対策本部に共催する 6)． Tokyo Bay 25 383 19 油防除作業は大規模な場合は海上保安庁から独立行 22 335 13 政法人海上災害防止センターに指示し,作業にあたらせ South Coast of Kyusyu 1 25 1 う.ナホトカ号重油流出事故以前は領海外の外国船舶に よる事故への対応で海上災害防止センターに指示できな Coast of Okinawa Coast of Kanto and Tokai South Coast of Shikoku 15 713 15 るほか，関係行政機関等への出動要請も海上保安庁が行 58 1104 32 Ise Bay 16 351 10 7 100 7 0 0 0 West Coast of Tokai Home port Number of Oil Skimmer Oil Recovery Rate ［KL/hr］ Number of Installation Place かったが,これが可能になっている．また関係行政機関の Fig 2.2 Distribution chart of oil skimmers 長に対して防除措置の実施を要請できるようになり，海 上保安庁の役割の強化がなされ，現在は海上保安庁が中 ナホトカ号重油流出事故後は,外洋での作業に対応す 心となった体制が明確になっている 7) る資機材の整備が行われ,海上保安庁ではブラシ式の高 粘度油対応型油回収機 10 基，ブラシ式と吸引式を組み合 (2) 防除資機材の体制 わせた大型真空式油回収装置 1 基などを整備している． 海上で油流出事故が起きた場合には，油の拡散が早く, 国土交通省港湾局は 4000 総トンクラスの浚渫兼油回収 広範囲に及ぶことから大量の防除資機材が必要となるこ 船である清龍丸（新），海翔丸,白山の 3 隻を建造して， とが予想される．Fig 2.1, 2.2 に現在の防除資機材等の 48 時間以内に日本全国をカバーできるとしている．また， 分布を示す．わが国では原因者となる事業者に対して防 200 総トンクラスの環境整備船 11 隻に油回収機を搭載, 除資機材を事前に準備することを義務付ける「海洋汚染 または搭載予定である．石油連盟は新たに大型油回収機 -7- トランスレックを 3 機配備し，海上災害防止センターも っており，分析的な取扱が難しい．ペレットなどによる 1 基配備した． 実験は水の挙動を再現するものであって，浮遊する油の これにより防除資機材の体制は，現状では油回収船 70 挙動を再現しているとは言いがたい面がある．したがっ 隻，回収能力約 7,000kl/h となっている．油回収機は 214 て，実際の油を使用して実験を行わなければ，実験デー 基，10,110kl/h である． タの評価そのものが難しい課題となってしまう．このた め，ISO においても油回収機の試験は実油を用いること 2.4 になっており，油濁対策の研究開発のためには，実際の わが国唯一の油回収資機材試験用大型水槽の建 設 8) 油を使うことができる専用の実験施設が必要である． また，油回収機はその機構の動作が合理的であること (1) 概要 によってよりよい性能を発揮する．各部分の基礎実験だ 1997 年のナホトカ号重油流出事故以後，わが国では けでは結局どのような回収能力を有するか判断すること 様々な油回収資機材が研究開発されている.しかし開発 はできない．したがって模型の縮尺はこうした機構がす された資機材や既存の製品が実際の海上でどのような性 べて働くことができるように製作できる合理的な大きさ 能を発揮できるかの判断が難しい．これに対して，米国 にすべきであり，実物より極端に小さくすることはでき やカナダでは Ohmsett の巨大な曳航水槽で，ノルウェー ない． では回流水槽および数年おきの海上で，実油による実験 さらに，粘性の取扱上，相似則をどのように設定すべ を行い，技術の向上を図っている．しかしながらわが国 きか議論の分かれるところであり，この点からも縮尺を ではこうした水槽施設がないため，研究開発には限界が 極端に小さく設定することは難しい．このため，実験模 あった．ナホトカ号重油流出事故後に油回収機に関する 型の規模は実機になるべく近い縮尺にせざるを得ない． 研究開発で使用された大型水槽では， （株）海洋開発技術 こうした諸事情を反映し，2004 年 3 月にわが国唯一と なる大型水槽が完工した． 研究所の平面水槽が有名である．当時，実油を投入した 実験を行える唯一の水槽として使用されていたが，水深 が 1.2m と浅いため，持ち込める油回収機の大きさなど (3) 国内外の実験水槽の調査 が限られた． こうした情勢の中で，2003 年に独立行政法人港湾空港 a) Ohmsett 9) 技術研究所に予算措置がなされ，実海域の油回収に影響 米国の流出油事故対策実験施設（the National Oil Spill する条件をできるだけ再現した大型造波・回流水槽が整 Response Test Facility）である Ohmsett は Oil and Hazardous 備されることとなった．筆者は本施設建設のための調査 Materials Environmental Test Tank の略称である．その設立 を行って，その仕様が決定された．本施設のねらいは， は米国環境省（EPA）により 1973 年に行われた． Ohmsett の水槽は世界最大の油回収実験用水槽である 特に環境等へ大きな被害をもたらすエマルジョン化した 重油を対象とした研究開発を促進することである．本実 と考えられ，屋外の曳航水槽で幅が 20m，長さが 203m 験水槽においては，波，船速（流速），水温，対象油の性 という規模を誇っている（Fig 2.3）．施設はブリッジが 状，風等の要因と各種スキマー，集油ブーム（装置）お 3 台，実験観測棟，浄水設備が水槽にじかに建てられて よび油回収システムの性能および挙動特性に関する実験 おり，この他に工作場，事務所，油貯蔵タンク，化学実 を行えるように各機能を設定した． 験トレーラーが設置してある．水槽水は海水で，塩分濃 これにより，本水槽は計測水面幅 6m×長さ 20m×水 度は 2000 年からは外洋と同じ 32-35ppm に調整されてい 深 2.5m，水槽水を海水とし，水温調整施設，造波機（最 る． 大波高 0.5m），水流発生装置（最大流速 1.0m/s）を持つ． 造波機は非常に単純な構造をしており，最大波高約 0.7m である．水流発生装置はなく，基本的には曳航水槽 (2) 油回収技術の研究上の問題 であり，3 台のブリッジにより曳航，油散布，計測を行 油濁対策技術の研究開発のためには，まず油の物理的 う． な挙動について十分把握する必要がある．しかしながら なお，水槽水は重力分離，遠心分離等により実験終了 油は非ニュートン流体で，粘度が様々であり，資機材の のたびに油分が取り除かれており，メンテナンスのため 表面に対するぬれ性が極端に良く，接着しやすい．これ 水槽水を海洋に戻す際には，ろ過装置により 15ppm 以下 らの挙動はすべて油回収作業の難易度に直接的にかかわ に処理し，放流する． -8- が行われるほか，水槽に直接油を散布して実験を行うこ とができる」とうたっており,非常に広い水面を使った曳 航試験も可能である.しかもこの水槽も屋内水槽である ため,天候による風波の発生等の影響がない． 主な仕様 Fig 2.3 Panoramic View of Ohmsett Facility b) KYSTVERKET（ノルウェー） 波 ：最大波高 計測台車 ：移動速度 試験水面 ：長さ 80m 幅 45m 深さ 2.6m 基準水深 2.3m 最大 2m/s (4) 油回収実海域再現水槽の建設 KYSTVERKET は旧名を SFT と言い，英語では The 建設された水槽は｢油回収実海域再現水槽：STORMS ; Norwegian Pollution Control Authority となっており，この Simulation Tank for Oil Recovery in Marine Situations｣とい 組織が Horten に所有する水槽において研究開発や油濁 う名称となった． 対策資機材の試験を行っている．この水槽は回流水槽と 水槽の大きさについては，たとえば国土交通省北陸地 なっており，深さ 4m の水槽が二重底になっていて，水 方整備局が運航する浚渫兼油回収船「白山」に搭載され 槽水が底側と表面側で上下に回流する仕組みである． ている舷側設置式渦流型スキマーは国内最大級の規模と 水槽の幅は 7m，長さが 30m で最大 1m の波高と最大 なるが，これを 2 分の 1 スケールで実験が可能であるよ 1.5knt の水流が出せるようになっている．Ohmsett に比較 うに設計した．また，国土交通省の各地方整備局が運航 すると幅が約 3 分の 1 で，曳航水槽ではないので長さは する双胴式海面清掃船等の場合は，双胴間が約 3m なの 7 分の 1 で済んでいるが，水深は約 2m で遜色ない．こ で，実機スケールの双胴間を再現できるような水槽幅を の仕様で数多くの研究開発が行われ，十分機能している 持たせた．この結果，実験用水路の幅 6m，長さ 20m， ことを新しい水槽を建設するうえで参考とし，規模の仕 水深 2.5m と設定した． また，海上での挙動を再現できるように，造波機と水 様を検討した． 流発生装置を整備した．造波特性は規則波での最大波高 c) 旧筑波研究所海流水槽 10) 50cm である．また，水流の障害とならないようにソルタ 筑波研究所は 1995 年から閉鎖となっている．この水 ーダック方式を採用した．水流発生装置は，回流ダクト 槽は,潮流，波，風の自然条件を再現して測定観測できる 方式で水中プロペラ 2 基がダクト中に設置されている． 施設であることをうたっており,波と潮流のスペックが 出力は 1 基 132kw で，2 基により発生できる流速値は最 高い.また,水深がたいへん深いため,喫水の深いタイプの 大約 1.0m/s（2knt）である．油回収船により海上の浮流 スキマーの実験が可能である.また,屋内水槽であること 油を回収する作業は，航行速度が速いとオイルブームを を活かして大掛かりな送風装置が設置されている． 油が潜り抜けるなど，あまりうまくいかないといわれて 主な仕様 いる．しかしながら操舵等のためにはある程度の速度が 潮流：0.1～1.5m/s 必要となり，現場では約 2knt 程度の速度で作業される場 波：最大波高 0.6m，波長 10m まで， 合が多い．したがって，本水槽では実作業時の船速をそ 規則波，不規則波，Transient Wave のまま再現することができる． このほか，世界でも初となる加温と冷却ができる水槽 風速：5～20m/s 3 油散布能力：1.5m /min 水の温度調整器があり，水槽水を 5℃～30℃の間で調整 計測水路：長さ 60×幅 3.8×深さ 5.1m（基準水深 4.3m） することができる． 仕様を Table 2.3 にまとめた．また，写真を Fig 2.4， d) 旧筑波研究所角水槽 11) 見取り図を Fig 2.5 に示す． 第 5 章で行った研究開発においては，水槽試験は全て 「広い水面での試験を目的とするもので，船舶の対航 性能，操縦性能等の試験，海洋構造物の波浪中の試験等 本水槽で行われたものである． -9- Table 2.3 Specifications of STORMS Type Scale (test basin) Wave Height Current Wind Water Oil Temperature Control Circulating L20×W6×D2.5m 0.5m 1.0m/s Option salty water heavy oil 5～30℃ heat and cool Fig 2.4 Bird’s Eye View of STORMS Oil Filter Beach FL. 3.50m Washing Booth 6.00m Window 3.00m Basin 20.00m 32.00m Current Generator Culvert Main Bridge 3.50m Crane:Max 5ton Wind Blow/Sub Bridge 3.10m 2.50m Wave Generator 1.50m Control Room Fig 2.5 Plan of the STORMS - 10 - 2.5 比重が小さい流体の状態から粘度が高い流体，極端に粘 現状の課題 わが国では数値的にかなりの数量の防除資機材が配 度の高い半固体のような状態と，エマルジョン化するこ 備されているが，Fig 2.1，2.2 を見るとおり，配備地域 とによって大きく変化するため，機械的な対応に限界が には偏りがある．これは法律がタンカー等の所有者に資 生じるためである．また，ナホトカ号重油流出事故にお 機材の配備を義務付けていることに関連しており，東北 いて油回収機が役に立たなかった理由として専門家の不 や山陰で特に少ない傾向がわかる．しかしながらナホト 足が挙げられたことは，これら油回収資機材の多くが， カ号重油流出事故でもわかるとおり，産業と被災地のと 専門家以外の者による運用性について積極的に考慮して の関連性は少ないといえる．わが国近海では日本海も太 いないことを推察させるものである． 平洋も同様に非常に多くの外航船舶が航行しており，油 流出事故の蓋然性はあらゆる地域で高いと考えるべきで 3.2 ある．大型貨物船の燃料タンクの容量は数百トンから数 一般的に，油流出事故においては風化やエマルジョン 千トンに至り，海難事故があればタンカーの事故と変わ 化による高粘度化が回収作業の問題点となる．海上に流 らない規模の油濁被害が発生する可能性がある． 出した油は，時間の経過とともに揮発成分が蒸発し，不 エマルジョン化油の問題 また，大型船舶の燃料油は粘度が高く,エマルジョン化 揮発成分は波による運動で海水と混合を繰り返し，エマ しやすい C 重油が一般的であるため,回収作業時には高 ルジョン（ある液体中に混じりあわない他の液体が微細 粘度であると考えられるが,古い油回収機の多くは法律 粒子となり分散して浮遊している状態）を形成する．油 の定めにより対象油を B 重油としており，最近新たに配 流出事故で形成されるエマルジョンには Fig 3.1 に示す 備した高粘度油に対応する機器以外はあまり性能を発揮 とおり水中に油微粒子が分散した水中油型（oil in water， できないものと考えられる．実際にナホトカ号重油流出 O/W 型）エマルジョンと，逆に油中に水微粒子が分散し 事故後，通常の油回収機では油の粘度が高いために回収 た油中水型（water in oil，W/O 型）エマルジョン 2 形態 が難しいことが指摘されている 12) が存在する． ． ナホトカ号重油流出事故後は，緊急時の指揮系統の整 水中油型エマルジョンは，油滴が小さく拡散するため 理，省庁間の協力体制など行政的な体制整備は一定の進 に，バクテリアによる分解が容易となる．このため，油 展を見たと考えられる．しかしながら同時に答申された 濁対策としては，特に軽質分が多い場合は分散剤や散水， 油回収資機材等の技術開発や研究については，各所で スクリューによる攪拌等で積極的に海上へ拡散させるこ 様々な取り組みがなされているが，本格的な実験施設の とに効果がある．しかし油中水型エマルジョンは，見か 整備が行われたのは 2004 年度であり，現状ではまだまだ け上，油のような粘性の高い物理性状を示し，取り込ん 不十分である． だ海水の滴の量により体積が膨張する．流出油が原油や 重油の場合は，油中水型エマルジョンを 24～48 時間程度 3. 油回収システムの課題 でほぼ形成し，油の成分によって異なるが，水分比は 60 ～80%に達する．このため，見かけ上の体積は揮発成分 3.1 が蒸発した残油分の 4～5 倍にも膨張する．また，粘度は 世界の油回収システムの開発状況 世界の油回収用資機材の開発状況と製品を一覧する 数万～百万 mPa・s といった状況となる．文献等によれ ことのできる資料として WORLD CATALOG が有名であ ば先のナホトカ号重油流出事故では，粘度が 123 万 cSt る．本資料は油回収機，オイルブーム，ビーチクリーナ に達した 14)． ー，分散剤等の散布装置等を網羅しており，2 年おきに 高粘度化した油中水型エマルジョン化油は，分散剤の 更新されている．この中で油回収機については対象とな ような界面活性剤が浸透しにくくなるため，その効果が る油の粘度のクラスが個々の製品ごとに記載されている． 期待できなくなり，海上で拡散しにくく，残存性が高く しかしながら現状では数十万ｍPa・s のエマルジョン化 なる．また，高粘度となって流動性が悪くなり，吸着材 した高粘度油と数百～数千 mPa・s の C 重油程度の粘度 の内部に捕らえられにくくなる．粘度の高さにより，ポ まで対応できる油回収機はほとんど見られない．また， ンプを動力とした移送管の内壁との摩擦損失が過大とな 油回収機には波によって大きく影響を受けるものが少な るため，移送がたいへん困難である．また，ゴミは流出 くない 13) 油と同様に海岸付近まで常時漂着していると考えられ， など，運用に際してのノウハウや油回収機に関 海岸付近ではこれに海藻類が多く加わる．実際に筆者の する知識が要求されるものが多い． 勤務する研究室が現地で採取した油には大量の海草やゴ これらは回収対象の油の物理的な性質が，水に比べて - 11 - ミが混入していた．これらのゴミをエマルジョン化油か で終了することはまれであり，海上で資機材を設置して ら分離することは，高粘度な物性により容易ではなく， 回収作業を開始し，作業を終えて資機材を格納して帰港 ポンプによる移送をより困難にしている． し，翌日また回収現場へ出港するといったサイクルが十 また，粘度の高い油は厚い油塊を形成する場合があり， 分に早く行えるような工夫が必要となる．海岸で漂着し ナホトカ号事故の際にも数十センチ単位の厚さになった た油を回収するような場合には，水深が浅い，岩礁が多 ことが確認されている．このため，一般的なスキマーで いなどで，船舶により海上から海岸付近に近寄ることが は回収口を油塊が橋を架けたような状況のままつかえて 困難な場合を想定する必要がある．この場合，重量の大 入らなくなるなどの現象を引き起こした． きな資機材の場合は陸上からどのようにして搬入するか 難しい問題となる．したがって，油回収現場の状況に合 わせた重量や大きさの資機材を予め準備するか陸上から 重機により搬入するためのルートや特殊車両の確保が必 要になる． このように，事故時には資機材を現場へ搬入するため Sea Water Oil Particle に全ての条件に整合性がないと結果的には作業の遅れと (a) O/W (Oil in Water) なって顕れてしまう．資機材の量や重量に見合った重機 械や作業員数，それらが入り込めるようなルートがある かどうかの地理的な条件といった各要素に問題があれば これをフィードバックして，持ち込める資機材の種類や 重量を軽減する，ルートを変更する，重機械の種類を変 Oil Mass Water Particles 更する，作業員数を変更するなどの検討を迅速に行わな (b) W/O (Water in Oil) ければならない． Fig 3.1 Diagram of the emulsified oil (2) 人的資源の確保 3.3 海上を浮遊する油および海岸に漂着した状態の油を ロジスティクスの問題 油濁対策の中で中心となる油回収作業においては，ロ 回収する経験を持つ者はほとんどいないと考えられる． ジスティクスの確保はたいへん重要である．ここで論じ 我が国で 1 年間に発生する海上の油濁事故は数件である るロジスティクスは 2 つに分けられ，ひとつは資機材の と考えられ，その際に出動する海上保安官および地方整 現場への搬入・移動・搬出と作業を行なう人的資源の確 備局の油回収船の乗組員はごく限られた貴重な人材とい 保である．またもうひとつは回収した油水や油の付着し える．1997 年のナホトカ号重油流出事故においては多く たゴミの貯蔵と排送である． の現場と大量の流出油に対して，専門家はもとより油回 収の経験者が大変に少ないことが問題点として指摘され た． (1) 資機材の現場への搬入・移動・搬出 油回収現場では，能力の高い資機材を一刻も早く搬入 独立行政法人海上災害防止センターでは油濁対策の する必要がある．資機材を全ての港湾に配備することは ための講習を行っており，地方自治体の消防署員等が油 事実上不可能なので，特定の港湾や防災基地等の拠点に 濁事故の際の油の性質や油回収機の操作方法，回収手順 配備することとなるが，この拠点から現場まで，輸送す の計画の仕方などの講習と訓練を受けている．しかしな る船舶や航空機，車両等を予定し，確保すると同時に， がら現地でこれらの訓練や講習を受けた人材が配置され それぞれの輸送手段に対して適した資機材の重量・大き るような仕組みは確立していると言えず，海上で機動力 さ等で全ての資機材を準備する必要がある．例えば，船 を持つ船舶の所有者や海岸等で使用する重機の所有者が 舶による輸送を想定する場合は，使用できる船舶の搭載 こうした訓練を受けている可能性は少ない． 能力に合わせた大きさや重量にすることだけではなく， 2007 年の韓国泰安沖で起きたヘーベイスピリット号 搭載するための岸壁の確保および資機材の重量によって 油流出事故では延べ 120 万人以上ものボランティアが現 はクレーン設備が必要となる． 地で油回収作業を行い，予想以上に迅速に復旧された 15)． 油回収現場に到着してからは，油の移動に合わせて資 大規模な人海戦術がとれるならば，経験値が浅くても対 機材も移動する必要がある．海上では油回収作業が 1 日 応が可能であろう．ただし，この際にも必要のない吸着 - 12 - 急な事故時に空のドラム缶を大量に入手することは難し 材の大量使用が見られるなどの指摘があった． 油濁対策において，経験が重要な理由としては，通常 い．また，通常はドラム缶の容量は 200l であり，容量は は取り扱うことがない浮遊物の回収作業に加えて，油が 比較的少ないが，油水が入った状態では重量が 200kg 程 エマルジョン化して，非常に粘着力があり，見かけ上流 度になるため，取り扱いは簡単でなくなるという注意が 体のようにも固体のようにも振舞う状態であることが大 必要である． きく関係する．当然ながら資機材や人員の配置に関して 油回収作業はこれらの貯蔵用タンクなどの容量が一 はより高次な専門的知識を必要とする．これを受けて油 杯になった時点で中断しなければならない．ナホトカ号 回収現場では資機材の有効な活用を求められる．しかし 重油流出事故では重油が約 6,000 トン流出し，回収油水 ながら，油回収機その他の資機材は通常は使用する機会 は約 60,000 トンに上った．油回収機の効率は現状では良 のないものである．また，通常のポンプ類の転用などを いとは言えず，油のみを回収することはできない．また， 行うこともあり，この場合油回収特有の使い方をしなけ C 重油の場合，エマルジョン化によって体積は 4～5 倍に れば，詰まりを発生したり効果がないのに無駄に使用し なるため，油回収船等の海上作業では貯蔵用タンク等の たりすることとなる．たとえば，ナホトカ号重油流出事 容量が流出量に対して明らかに少ないことが普通であり， 3) ，持ち込まれたポンプなどの機器類に関しては タンク内の油水を排送するために現場と港を往復しなく ほとんどが詰まりを発生してすぐに使用できなくなるト てはならない．したがって，港などでは油回収船などの ラブルがあったが，これは 1 日の作業終了時にフラッシ 作業を行って戻ってきた船舶から油水を受け取り，これ ングをせずに放置したり，油を吸引・移送する際に，高 をいずれかに排送するか一時的に貯蔵する必要がある． 粘度油の滑りを良くする水を間欠的に吸引するという経 ナホトカ号事故に限らず，大規模な油濁事故では，あら 験的な方法を知らなかった，と言われている． かじめ大量の油水の受け入れ先とそこまでの運搬手段を 故では 海上でも，オイルブームを 2 船で曳航して集油効果を 確保しなければならない． 高める手法や，ブームバッグを使用した曳航による高粘 海岸での作業では，最終的に油水とゴミの受け入れ先 度油の回収手法などが提案されたりするが，実際には操 としてピットを掘る，土嚢袋に入れて海岸のある区画に 船の問題などから訓練なしでの実施は難しかった． 並べるなどの処置をとるが，さらにその受け入れ先まで の運搬方法もスムーズでなければ，回収作業全体が滞る 他にも，重機や建設機械を用いることで回収その他の こととなる． 効率が高まるが，これらはいずれも資格の必要なもので あり，一般市民を多数ボランティア等で配置できても使 さらに油回収作業が終了したあとで，油水とゴミの膨 用できないため，建設会社等から人員を頼むなどの対策 大な廃棄費用が発生する．したがって，迅速な油回収作 が必要である．また，油回収作業とは別に，油汚染によ 業のためには貯蔵と排送の仕組みが十分に確保されてい り生命の危機にさらされている鳥や小動物のクリーニン ると共に，油回収において余分な水の回収及びゴミの発 グが行われたが，これらは日本野鳥の会による指導によ 生を防ぐことはたいへんに重要である． るものであった． このように，油回収現場には油回収の専門家，回収経 3.4 運用と操作のわかりやすさ 験のある者，訓練を受けた者，現場作業に関するノウハ ウや機器類の資格保持者などの人的資源の確保に配慮す (1) 油回収機の特殊性 る必要がある． 3.3 で述べたように，油回収作業現場などにおいて十 分な経験や専門知識を持った人員が配置されることは必 (3) 回収油類等の貯蔵，排送 ずしも期待できない．このため，使用される資機材の運 油回収作業を行えば，回収された油水やごみ類がたま 用や操作が正しく行われない状況が予想される．油回収 る．海上では船上にこれを貯蔵する必要がある．貯蔵で 作業は水面に浮いた油をすくうことを中心としたもので きるタンクの容量は国土交通省の大型油回収兼浚渫船で あるが，そのための回収機のしくみについては様々な手 1,000 トン程度であり，中小の油回収船では数十トン程 法があり，初めて使用する場合に理解できないまま操作 度である．回収する対象が油なので，油回収船以外では を誤るなどが考えられる．また，使用されるポンプは高 漁船など船倉に貯蔵することは難しい．このため，貯蔵 粘度油に対応するために通常の現場作業などで使用する 用の容器が必要となる．しかしながら，一般的に使用さ ポンプとは異なるタイプの場合もある．油回収機は事故 れることが多いドラム缶はリサイクルがよくできており， 時にのみ使用される機械であり，通常使用される機器類 - 13 - ではなく，特殊であると考えるべきである．このため， b) 傾斜版式（没水平版式） 油回収機の運用と操作についてわかりやすく適切に示す 水面下のせきをくぐりぬけた油のみを回収する工夫 こと及びこれをすぐに覚えられるようなものであること をしたもの（Fig 3.3）．回収機の形状を観察しても専門 が重要である．石油連盟は油回収資機材の貸出業務を行 知識がなければ原理を推し測ることは難しい．原理から っているが，筆者のヒアリングによれば，貸し出し用に 少しずつ前進させて回収する前進式スキマーとなるが， 調達する油回収機についてはよく知られているものを優 最適な速度での運用の必要性がある． 先することが選定条件の一つとなる． 油回収機についてはその方式により分類ができるが 16), 17) ，そのそれぞれにいて運用と操作のわかりやすさに ついて以下に述べる． (2) 油回収機の方式と特徴 a) Reference ; WORLD CATALOG 2008 2-14 せき式 Fig 3.3 Fixed submersion plane skimmer 水面近くにせきを設けこれを越えた油のみを回収す る工夫をしたものをせき式スキマーと呼ばれる（Fig 3.2）．原理は簡単であるが，油の回収率はせきの高さを c) 適正に維持することができるかどうかで左右されるため， 吸引口を水面下あるいは水面上に固定してポンプで 吸引式 そのための工夫が凝らされている．高粘度油には対応し 吸引するもの（Fig 3.4）．原理は一見たいへんわかりや ないものが多く，誤って対象外の高粘度油の回収に用い すいが，実際には吸引口の高さを適正に維持する必要が るとほとんど回収できない場合がある．また，油膜厚さ あるため，どの高さが適正なのか，あるいは適正な高さ を厚くするようにオイルブームでの集油作業を行うこと というものがあるということの知識が必要である．また， が重要であるが，経験や知識がなければこうした作業は 吸引口以外の装置部分について，不具合がおきた場合に 行われにくいと考えられる．スキマーを少しずつ前進さ 油回収に関する専門知識がないとその原因の推定や対策 せる必要のある方式と，油膜中に投げ入れて浮遊した状 を講じることが難しい． 態で用いるものとがあるが，こうしたことも専門知識と Oil separator 考えられ，装置の状況を見ているだけでは気づかない可 P 能性が高い． Storage tank Floating just height at oil thickness High power pump sucks oil directly P Transport by bottom pump You must separate oil from fluid before storage Fig 3.4 Suction oil skimming system d) 過流式 流れ込む油水が渦流になって，中心部に油が分離する 仕組みとしたもの（Fig 3.5）．油と水の分離をせきを用 いず行っているが，前進式のせき式スキマーに形状が似 ている．専門知識がなければ原理を推し測ることは容易 Reference ; RO-CLEAN DESMI website photograph. でない．運用や操作などで現場での工夫を加えたり，不 http://www.desmi.com/RO-CLEANDESMI/Products/Oilskim 具合を修正したりすることは難しい．しかしながら波に ming/DESMIWEIRSKIMMERS/Terminator 強く，海翔丸，白山，清龍丸などで搭載されている． Fig 3.2 Weir skimmer - 14 - air f) Recovered oil ドラム式 水上でドラムを回転させ，付着した油をかきとって回 収するもの（Fig 3.7）．高粘度油の場合，油膜表面に水 膜が薄く載る場合があり，この場合油が付着しにくくな Inlet Oil / water る．高粘度油の場合，油をかき取るスクレイパーが十分 Centrifugal separation Oil / water には働かなくなる場合がある．しかしながら観察するこ とによって原理等は理解しやすい．常に油膜に接触しな Seawater ければ回収できないが，油膜に対してスキマーを近づけ Discharged seawater ると油膜が逃げてしまう現象がおきやすい．そうした状 Cyclone chamber 況は観察することで理解しやすいため，運用や操作はわ Reference; かりやすい方式である． Hokuriku Regional Development Bureau, MLIT website http://www.pa.hrr.mlit.go.jp/vision/ecoport/seibi04_b.htm Fig 3.5 Cyclone oil skimmer e) ロープモップ式 モップ上の吸着材をロープで繰り出し回収し，油を搾 り取るもの（Fig 3.6）．原理はわかりやすく，油の回収 状況も目で確認できる．運用や操作についてはわかりや Reference; WORLD CATALOG 2008 2-8 すい方式の一つである． Fig 3.7 Drum oil skimmer g) ディスク式 水中で何枚ものディスクを回転させ，表面に付着する 油をかきとって回収するもの（Fig 3.8）．ディスクの隙 間にゴミを噛みこみやすいため注意が必要であるが，事 前にその情報を持たないと噛みこみを防ぐ作業を行わな い可能性がある． Reference ; WORLD CATALOG 2008 2-8 Reference ; Eureka Nordic d.o.o. website photograph. Fig 3.8 Disk oil skimmer http://www.eurekanordic.com/VerticalAdhesionBandOilSkim mer.htm h) Fig 3.6 Rope mop oil skimmer ブラシ式・ベルト式 剛毛のブラシを植えたドラム，ベルト，またはロープ を回転させ，付着した油を搾り取るもの（Fig 3.9）．見 - 15 - た目に原理がわかりやすい．油膜に対して常に接触する 3.5 結語 必要があるため，スキマーを油膜に近づけるように動か 油回収システムはわが国においてはその基準として すと，油膜が逃げてしまう現象がおきやすい．これらの 対象油を B 重油としてきた．また,特に大量の油流出が考 状況も観察することで理解しやすいため運用や操作はわ えられるのは , 原油タンカーの事故や石油掘削現場での かりやすい． 暴噴事故であるため,対象油は原油となる．しかしながら， 大型の外航船舶は,燃料として C 重油を数百トンあるい Absorbing or trapping oil on conveyor は数千トン積載している．わが国周辺海域のほとんどは 外航船舶の通航量が年間 10,000 隻以上であり 18)，貨物船 による油流出事故のリスクは高い．したがって，C 重油 を対象とした油回収システムの充実が重要である． C 重油はエマルジョン化しやすく ,粘度が数千～数十 Water is drained before storage 万 mPa・s と広範囲を想定され，最終的には極めて高い． したがって一般的な油回収システムでは回収が難しく , Fig 3.9 Belt conveyor oil skimmer 高粘度を対象とした資機材を用いる必要がある．しかし ながら，どの油回収機を用いるかの判断には専門知識が i) グラブ式 必要である．さらに現場では資機材の搬入搬出や回収油 クレーンに取り付けたグラブで水面の油塊を掴み取 水の貯蔵場所などのロジスティクスが十分確保されるこ るもの．運用も操作も最もわかりやすい．わが国では沿 とが必要である．油回収システムの運用には本来は訓練 岸域に漂流した高粘度の大量の油を回収する作業でしば や経験によるスキルがあることが望ましいが , そうした しば使用されている．油塊とともに大量の余水をすくい 人的資源の確保は難しい． したがって , 油回収システムの運用と操作を分かりや 上げるため，一時貯蔵タンクの容量が大きい必要がある． すいものとしてできるだけ油回収という日常的にありえ j) ない作業を緊急の現場で理解し , 実施できるようにすべ 複合式 せき式の弱点を克服するためにディスク，ロープモッ きである．しかしながら油回収機は様々な形式があり， プ，ベルト，その他を組み合わせて，状況に応じて判断 効果的な使用方法もそれぞれ異なっている．しかし中に し，交換して用いるもの．状況の判断には専門家の知識 はそのしくみのイメージがつかみやすい形式のものもあ が必要であり，交換作業は油圧系統，信号系統の結線の る. このため,油回収システムを構築するにあたっては，現 正しい結合作業が必要になる．専門家の指導のもとに使 場でのロジスティクスの確保が十分にできる条件を備え, 用するべき資機材ではないかと考えられる． 以上について評価すると Table 3.1 に示すように方式 対象とする油は C 重油のエマルジョンに対応し,これを ごとの特性が明らかとなる．研究開発をすべき油回収機 操作する者に対しては油回収の専門知識が無いものと想 の特性で重要となるのは，高粘度油に対応できること， 定して，操作が容易でそのしくみのイメージがつかみや 油回収効率（Oil Recovery Rate）が十分高いこと，ゴミに すいものとすることが理想であると考えられる．しかし 強いこと，波の影響が小さいこと，そして油回収の専門 ながら，これらの条件をすべて満たすことは非常に難し 家のスキルを要しないことである． く，本論文の研究開発においては回収現場の状況を想定 Table 3.1 Characteristics of the skimmer type Skimmer type 1.Wier 2.Fixed submersion plane 3.Suction 4.Cylone 5.Rope mop 6.Drum 7.Disk 8.Belt, brush 9.Grab bucket 10.Complex low Oil Recover y Rate high low-med. high low high med. simple low-high low-high med.-high low-high med. med.-very high med.-very high low.-very high high high med. med. med. med. med. vary low low med. high high med. low vary high high low med. high med. low med. high high med. med. med. med. med. vary yes yes simple simple simple yes no yes Oil Type (viscosity) Oil Recovery Efficiency low Effect of Debris high Effect of Wave high Need of training yes して油の粘度や資機材の設置条件，操作者の練度を条件 設定した． 4. 浅海域用高濃度油回収システムの開発 4.1 19～22) コンセプト (1) 背景と基本的なコンセプト 大規模な油濁事故での油回収作業では，洋上での回収 率は 15%前後であることが多く，ナホトカ号重油流出事 - 16 - 故においても同様であり，回収油水は海岸に漂着したも 合流する場合が多いと考えられ，海岸付近ではこれに海 のを回収した分が多かった．沖合では作業するためには 藻類が多く加わる．実際に現地で採取した油には大量の 海象条件が厳しく，浮流油も広い範囲に分布するためこ 海草やゴミが混入しており，ポンプによる排送をより困 れを追跡したり集めたりするのに高度な技術を要する． 難にしている． これに対して，海岸では陸地に自然に浮流油が寄せられ また，粘度の高い油は厚い油塊を形成する場合があり， る傾向にあり，漂着すれば人海戦術でも回収が可能であ ナホトカ号事故の際にも数十センチ単位の厚さになった る．しかしながら，人海戦術では個々人にかかる負担が ことが確認されている．このため，一般的なスキマーで 大きく，ナホトカ号重油流出事故の作業では過労と考え は回収口が小さいために油塊がつかえるなどの問題があ られるボランティアの方の死亡事例もあった．このため， った． 海岸で使用できる効率の良い機器が当時なく，人海戦術 こうしたことから，対象とする油の条件を油層厚が厚 を取らざるを得ない状況に対して批判があった．結果的 く，かつ数十万 mPa・s 以上の高粘度で海草等のゴミが に人海戦術による回収作業は長期間にわたり，ナホトカ 混入していると想定した． 号重油流出事故では珠洲市の場合 23) ，1 月 13 日から 4 月 27 日の間，延べ 24 回の回収作業で作業人員が延べ (3) 対象とする現場条件 35,219 人，回収油水量が 4,835 キロリットルであった． 水深の浅い沿岸では大きな船舶が立ち入ることがで なおこのときの海上浮流分は 579 キロリットルで，全体 きず，また，迅速な資機材の運搬の面から見ると，近傍 の約 12%であり，一般的に言われている比率 24) まで資機材を運ぶ機動力は車両のほうが有利である．し に近いこ かしながらこの場合，海岸から資機材を展開することと とがわかる． こうした状況から，海岸で使用できるより効率の良い なり，資機材の重量が大きい場合はクレーン等の重機を 油回収機器の開発が必要であると考えた．油回収作業は， 乗り入れられるなどの条件がそろわなければできない． 漂流油の囲い込み，集積，スキマーの投入，スキマーか スキマーを進水させるためにはスキマーの喫水まで海岸 ら陸上の仮設タンク等への排送，仮設タンクから処分地 から沖へ向かって出さなければならないが，重機が使用 への配送，といった手順を踏んで行われるが，これらの できない場合を想定しなければならない．実際の海岸で ロジスティクスがすべて滞りなくできなければすべての は，海水浴場等の砂浜の場合は近傍の道路から重機を乗 作業が中断してしまう．しかし，現地で作業にあたる人 り入れられる可能性があるが，岩礁地帯や礫浜ではほと 員は特別に訓練された者が十分に確保できないため，本 んど不可能であると考えられる．砂浜の場合でも重機に 格的なオイルフェンスの展張作業や囲い込み，既存の よるわだちぼれによる環境への影響も考えられる．この 様々な機器の選択や転用，高粘度油への対処，ゴミへの ため，クレーンの場合はブームのリーチが近傍の道路等 対処等をケースバイケースで迅速に行うことは期待でき から海岸のどの範囲まで届くかで重機の使用可能範囲が ない．更に，ひざ程度の水深での作業でも危険が伴うこ 決まると考えられる． とから，機器を使用しない手作業の場合の効率性はごく こうしたことから機材の搬入の観点からは，重機の使 低いものとなってしまう． 用は想定すべきではない．このため，装置各部の重量及 こうした状況を踏まえ，船舶の入れない水深の浅い沿 びスキマーの喫水は人力を想定したものとする．また， 岸域で，集油し，掬い上げ，陸上に配送する一貫したシ 入り込める船舶の喫水はごく浅いことから，回収油水は ステムを企図し，研究開発を行った． 近傍の道路から陸送により排送されるものとした．この ため，貯蔵ピットやタンクは道路近傍に設置するものと (2) 対象とする油 し，人力の場合にバケツリレーとなるスキマーからの回 一般的に，油流出事故においては風化やエマルジョン 収油水の排送を管路により貯蔵ピットやタンクまでポン プで圧送することとした． 化による高粘度化が回収作業の問題点となる．海岸に漂 着するまでに 24 時間以上経過していると想定すれば，海 岸付近に到達する浮流油はすでにエマルジョン化が進ん (4) 目標能力の算定 でいると考えられる．通常の油回収機材は油が流動性を 持つことを前提にしたものが多く，高粘度化が進むと対 応しにくくなる．文献等 14) a) 人力の算定 作業を機械化・自動化するにあたっては，その能力が によれば事故の際の粘度は 123 万 cSt にも達した．浮遊ゴミと流出油は潮目などで 人力に明らかに勝るということが重要である．このため， - 17 - 海岸での漂着油の回収作業が，作業員 1 人あたりに換算 業は，水面からの油のすくい上げ，バケツリレー等によ してどの程度の能力になるか調査した． るピットや道路上の運搬車までの排送，及びその他雑作 筆者の所属する研究所職員がナホトカ号事故当時に 業となる． おいて現場ヒアリングを行ったときの感想としては，力 Table 4.1 Recovered Oil / Water Fluid Converted in の強い人が一生懸命働いても一人あたりの回収能力は 1 Drums(from the Data of Ishikawa Prefecture) Suzu City 4,835.2 24,176.0 Recovered Amount (Drums) per Head 35,219 0.69 Wajima City 3,693.0 18,465.0 28,450 Monzen Town 1,298.2 6,491.0 12,357 0.53 Togi Town 518.4 2,592.0 8,724 0.30 （1 ドラム 0.2kl）であるから，一人あたりドラム缶約半 Siga Town 301.9 1,509.5 6,540 0.23 分に満たないことになる．ただし，これらのデータには Hakui City 185.7 928.5 10,576 0.09 海上回収分も含まれているものがあるようだが，漂流油 Shio Town 16.3 81.5 3,392 0.02 の回収分は全体の 17%に過ぎないのでドラム缶半分以下 Oshimizu Town 112.5 562.5 5,073 0.11 であるとの判断は妨げないものとする． Takamatsu Town 62.1 310.5 4,770 0.07 Nanatsuka Town 83.6 418.0 5,186 0.08 Unoke Town 53.0 265.0 3,135 0.08 Uchinada Town 211.8 1,059.0 10,448 0.10 City 194.8 974.0 14,083 0.07 日ドラム缶 1 本であろうとのことであった． Recovered Converted Head-Count Amount into 0.2kl of （kl） Drum Participants City, Town, Prefecture 次に，現場での投入人員と回収量の関係から推算して みた．珠洲市発行のパンフレット 23)に事故当時の詳細な データが載っており，これを活用して試算した．石川県 のデータ（Table 4.1）では漂着油の総回収作業人員が約 207,500 人に対して，回収された漂着油は 85,900 ドラム 珠洲市の 1 月 13 日から 4 月 27 日までの回収作業のデ ータからは，日別にわかるのでより詳しく解析した． 解析結果（Fig 4.1）のデータからは 1 人あたりの回 Kanazawa 収量が 1 ドラムに達しなくても，人員の投入量を減らし Mattou 0.65 City 107.0 535.0 8,310 0.06 Mikawa Town 40.8 204.0 2,795 0.07 人あたりの漂着油回収能力は 2［ドラム／人日］が限界 Neagari Town 50.2 251.0 8,575 0.03 と推測できる．通常の作業として捉えれば 1［ドラム／ Komatsu City 18.5 92.5 4,471 0.02 人日］が最高値であり，災害現場での覚えやすさという Kaga City 5,401.8 27,009.0 35,385 0.76 ことも考慮して，本研究ではその能力の目安としての原 Ishikawa Prefecture 17,184.8 85,924.0 207,489 0.41 ていないことがわかる．こうしたことから，海岸での一 単位を 1［ドラム／人日］とした．これらに含まれる作 5 ,0 0 0 .0 R ec ov e red a m oun t ( dru m s ) Pa rticipa nts 4 ,5 0 0 .0 4 ,0 0 0 .0 3 ,5 0 0 .0 3 ,0 0 0 .0 2 ,5 0 0 .0 2 ,0 0 0 .0 1 ,5 0 0 .0 1 ,0 0 0 .0 5 0 0 .0 Fig 4.1 Conversion of Recovered Oil / Water into Drums (Data of Suzu) - 18 - 9 r. 2 7 Ap ar .2 ar .9 M M ar .2 M 3 Fe b. 28 Fe b .2 Fe b. 16 Fe b. 15 0 Fe b. 9 Ja n .3 Ja n. 29 Ja n. 28 Ja n. 27 Ja n. 26 4 Ja n. 25 Ja n .2 Ja n. 23 Ja n. 21 Ja n. 20 Ja n. 19 7 Ja n. 18 Ja n .1 Ja n. 16 Ja n. 13 0 .0 b) 必要能力の設定 4.2 各部の機構と特徴 時間あたりの回収能力はできる限り大きいことが望 ましいが，機材の重量と大きさには制限があるので，そ (1) スキマー部 の範囲内での最大限の能力を目標とする． （１）の解析結 果から 1 日当たりの 1 人の作業員が回収する油水量を 1 a) ドラム／人日とする．回収機材をオペレートするために 第 3 章で述べたように，スキマーには油の物理的な性 必要な人員を 15 人と想定すると，15 ドラム／日よりも 状を利用した様々な方式がある．原理上，付着式が最も 明白に大きな能力が必要となる．そこで人間の 10 倍を目 高濃度の油水として回収が可能である．しかしながら， 標とすると，1 日 1 台で 150 ドラム（30m3，油層厚 20cm 付着力を発生させるためには油表面に載った水膜が障害 2 で 150m ）となる．１日の稼働時間を 6 時間とすると， 原理の検討 となる．また，ゴミが混じる場合にディスク式はこれを 3 5m ／h（油接触幅 50cm，油層厚 20cm，時間あたり回収 噛み込んでしまう． 2 面積 25m ）となる．高粘度油に適した容積型ポンプの重 一方で，ナホトカ号重油流出事故時には，ひしゃく， 3 量等を鑑みて，5m ／h を能力の目標とした． スコップ，などが人力回収の主役であった．これらは油 と水の粘度の差を利用して油水を分離する作業である． (5) 構築するシステムの全体 原理としては付着式も有効であるが，粘着力と粘度の関 以上の条件から，回収システムの全体について以下の 係は不明であること，粘度がある程度以上高くなった場 ように 3 つの機構が連携して，オペレーターの簡便な補 合には油塊が板状となってしまう現象もみられることか 助により高効率で働くものと設定した． ら，粘着力ではなく掬い取ることを基本とし，油水分離 ① 漂流油を集積し掃海面積を稼ぐ集油機構 の原理は水との大きな粘度差を利用することとした． ② 集油した高粘度油を掬い，油水分離を同時に行うス キマー ③ b) 掬い取られた油を陸上あるいは道路上の仮設タン 高粘度油の網透過実験 掬い上げる機構としてどのようなものがあるか検討 クやドラム缶に排送する排送機構 した．ひしゃくの作業やグラブ船の作業を模するために 各部材は集油ブーム，スキマー，排送ポンプ，排送管 は安定したプラットフォームが必要となる．また，これ などに分離合体し，それぞれ適当な運搬補助具を付属す らの作業は常に油を狙うという高度な認知と制御を行う ることとした（Fig 4.2）．これにより人力で運用可能な 必要があり，システムとしては難しいものになる．そこ 大きさと重量の範囲に抑えることとする．また，オペレ で，ベルトコンベアを利用して，これに水切りの機能を ーション面からは，専門家がいなくても機能が損なわれ 付加することとした．このため，ベルトの代わりにネッ ないこと，海岸用のボートが出せる状況の波の状況まで トを用いるネットコンベアを開発し，スキマーとして構 は問題なく回収できることを前提とする．したがって， 築することとした． 油回収地点に常に回収機を移動させて保持することのみ 高粘度油がネットを透過しにくいことはこれまでに で回収作業が行われるような半自動的な動作環境を提供 も研究されてきている 25)．また，回収資材として高粘度 できるシステムとした．油の状態は 50 万ｍPa・s 程度の 油回収ネットが各地の海上保安本部に配備されており， エマルジョン化した高粘度油に海藻等の繊維状のゴミが 回収バッグの目合いは 2～3mm である．しかし，回収の 混じった状態とし，油塊が大きくなった場合にも対応で 問題となるスキマーの反射波を少なくするためには，使 きるように回収口を大きく設定した． 用するネットの目合いはなるべく大きな方が良い． そこで，水槽実験の前に，ネットの目合と粘度とコン On water On land ベアの速度の関係を考察するために，簡易な実験を行っ た．箱にそれぞれの目合いのネットを張り，その上に 3 Oil collecting Section 種類の粘度の油を載せ，油が網をくぐりぬけ始めるまで の時間を計測するものである． Skimmer Oil transport section この実験から，高粘度油は予想以上にネットを透過し にくいものであることが分かった（Fig 4.3）．実験の結 Fig 4.2 Concept of the oil skimming system 果（Table 4.2）は，目合いが 25mm という大きなもの でも粘度が十分に高ければネットから通り抜ける前に貯 - 19 - 蔵タンクへ掬い上げることができる．また，粘度が低い り落とし，ゴミ袋でキャッチするようになっている．タ 場合には目合いを小さくすれば良いことがわかる． ンクの底には排送管がつながっており，これも重量低減 のため陸上（渚）に置いたポンプにより吸引，排送する． このように，スキマーの重量を増加させるポンプを分離 Oil Net Time counting することではじめて人力による移動が可能な重量を実現 Net している．なお，スキマーのフレーム等の構造材はアル ミ材を使用した． スキマーは喫水が浅くかつ安定性が保たれるように 浮体をフレームの両サイドに取り付け，この浮体部にネ ットコンベアと貯油タンクが取り付けられ，前方に後述 するかき寄せ装置が取り付けられる． Fig 4.3 Time test of high viscous oil passing through nets Fig 4.4 Outline of the oil skimmer Table 4.2 Results of time test of the high viscous oil passing through nets (2) 集油機構 Oil viscosity (mPa・s) Mesh (ｍｍ) 184,000 286,000 726,000 2.5 10～ 10～ 10.0 5.0 9.5 20.0 2.0 3.5 10～ 25.0 ～1 3.0 5.0 (s) a) 集油ブーム 油回収機は油塊と遭遇する確率を高めないと効率的 な回収ができない．漂流油は帯状あるいは数カ所の塊と なって海岸に接近してくると考えられるが，これらをで きる限り面的に捕らえるために集油機構が必要となる． c) このため，スキマー入り口から集油ブームを展開するよ スキマーの構造（Fig 4.4） スキマーは浮力材と集油タンクの前面にネットコン うになっている．なお，わが国では集油フェンス，オイ ベアを取りつけた形式をしている．ネットは漁網状の網 ルフェンスなど，ブームとは言わずフェンスと呼び習わ を加工したものである．ネットの幅は 50cm で，水上の しているが，国際的な用語としてはブームの方が適当で 油はネット上に乗り上げ，そのまま 40cm ほど上部に掬 あるため，本論文ではブームという呼称を用いる． い上げられる．スキマーは水上に浮いているため，ある 集油ブームの展張形式は，Fig 4.5 のように V 字，J 程度の波に対しては本体が波の動きに追従できると考え 字，U 字等あり，現場で用意される船舶の条件や油回収 られる．また，ネットにより水切りがなされるため，こ 機の方式などに応じて選ばれるが，いずれも油遭遇率を の時点で油水分離が完了し，油回収効率は高い． 高め，油層厚を大きくするものである．なお，J 字展帳 スクレイパーはスポンジ状のドラムによる方式で，正 は非対称型に展張する必要があるため，形状を維持する 逆回転が可能である．ネットの油は最上部でスクレイパ ことが難しい．本システムでは集油ブームの先端を広げ， ーによりかきとられ，後部の貯油タンクに落としこまれ 油回収機に向けて序々に絞った V 字の形状とした．これ る．スキマーの動力は 2 個の油圧モーターによる．ネッ によりスキマーの回収口付近が最も油膜厚さが大きくな トコンベアとスクレイパーを駆動しており，動力源の油 ると考えられる．また，通常のオイルブームは使用せず， 圧ユニットは陸上（渚）に置いてスキマー部の重量を軽 絞り込みにより水面が盛り上がるのを避け，潮流等によ 減している．油圧ユニットによりコンベアの速度は連続 る引張力の発生を低減させるため，水中のカーテン部に 的に変えることができ，その幅は 5～40m/min となって 透水性ネットを採用した．このため集油ブームは，発泡 いる． 材をターポリンで覆った浮体とネットカーテンで構成さ れる独自のものとなった． 貯油タンクにはすのこ状のゴミ格子が設けられてお り，振動させることで油とともに載った大型ゴミを転が - 20 - vessel Oily Phase Oil boom U-configuration skimmer J-configuration V-configuration Fig 4.5 Configurations for Boom Deployment Rope Floater Coverage of Floater Shackle Belt Net Weight (chain) Fig 4.6 Collecting oil boom (net is adopted as the skirt) 構造を Fig 4.6 に示すが，浮体とネットの接合部に補 少ない場合には効果が疑問である．また，付着しあった 強ベルトを配置し，ベルトの端部にロープを接続するた 油塊が集油フェンス間に橋状に付着するとこれが障害と めにシャックルが取り付けられている．なお，ネットを なって流れが阻害される．このため，直接かき寄せる装 使用することについては充分な滞油性能を持つことが文 置の方が確実であると判断した．かき寄せ装置はレーキ 献 25) 式（熊手式）とし，レーキの回転と走行動作の組み合わ 等により確認されている． せにより油を掻き寄せる方式とした（Fig 4.8） .こうし b) かき寄せ装置 た方式は他に例がなく，本研究開発による初の試みとな 油回収機自体が波の反射や潮流の妨げとなって，浮流 る． 油がスキマーの油取り入れ口に近づかない現象が予想さ れた．実際に当初の水槽実験において Fig 4.7 に見られ るように，ネットコンベア前面の油の挙動観察より，ス キマーの反射波，ネットコンベアによる逆方向流の発生 による阻害が起きることから，何らかの積極的な集油装 置が回収能力を高めるために必要なことが判明した． 油回収機において集油機構は，水流による方式，スキ マー後面からの吸引 26) などの手法の開発例がある．しか し，ナホトカ号重油流出事故の油回収現場では高粘度油 Fig 4.7 Oil is pushed back in front of the conveyor が付着し合い，比較的大きな体積の厚い塊となることが あり，この場合油塊の重量が大きくなって，水流の量が - 21 - レーキは油回収装置のフレーム上を前後に移動する み合って移動する（Fig 4.9）．かき寄せ動作は定期的な 走行台に油圧トルクモータにより回転する軸を介して取 自動運転と，様子を見ながら行うマニュアル運転を可能 り付けられている．走行台は油圧モーターにより駆動さ なように製作した． れるピニオンによりフレーム上に固定されたラックと噛 Rake Net conveyor レーキ ネットコンベア Fig 4.8 Diagram of the raking mechanism することもできるため，コスト的に有利である． 型式 電動チューブポンプ 吐出量 最大 5.2m3/h 口径 50mm 吐出圧力 5kgf/cm2 (490 kPa) 吸入負圧 760mmHg 電動機 全閉外扇野外形インバータモータ AC200V，3 相，3.7kW Fig 4.9 Structure of the raking device 最大電流 14.9A 重量 210kg なお，チューブポンプは本システム上での適性に優れ ているが，単体では数十万 mPa・s の高粘度の油に対す (3) 排送機構 る特段の詰まり防止策はなされていない．このため排送 a) 吸引用ポンプの選択 機構の管路のどこかで詰まりを起こした場合，システム ネットコンベアにより回収された油をいったん貯油 全体が止まってしまうことから，詰まり防止のための機 タンクに受け，陸上に設置したポンプにより吸引する方 構が別途必要である．経験上，どのポンプを使うか，と 式とした．これはスキマー部の重量軽減のため，及びポ いう選択だけではこの問題は解決できない． ンプの故障の際は現地でポンプのみ交換できるためであ る． スキマー部の油受けから一時貯油タンクまで排送す る機構に使用するポンプは，ナホトカ号重油流出事故で の実績及び海外の事例を参考に検討した．現場では専門 家がオペレーションにかかわるとは限らないため，操作 上のロバスト性が高いことが条件のひとつになる．検討 の結果，チューブポンプを選定した．Fig 4.10 にチュー ブポンプの概観を示す．主要目から分かるように吐出圧 力が極めて大きい．吸引力は真空ポンプ等と同様であり， 特筆すべきものではないが，異物に対する許容度合が大 きくコンクリートや泥土の圧送に使われている．また， カラ運転しても問題なく，操作性が良い．また，故障の Fig 4.10 Tube pump 際にも一般的なポンプであるため現地で調達できる可能 性も高く，本システムを使用するとき以外は別用に活用 - 22 - b) 時に吸水する装置を装備することとした．油移送ポンプ 詰まり防止対策の検討 高粘度油を排送するにあたって，管壁の摩擦等による の吸引側の負圧が上昇したときに油移送ホースに自動的 圧力損失で排送（吸引）距離が決まると考え，50 万 mPa・ に注水するための弁である．Fig 4.11 に負圧吸水弁の接 s の油の吸引可能距離を以下の（4.1）式にて算定すると 続方法を示す． 2cm となり，このままでは実用にならない． cv l+ h 2 gD Storage Tank 2 ⊿P= ・・・(4.1) ここに ⊿P：圧力損失[m] 10[m] h：高低差 1[m] [m] l：吸引可能距離[m] “Ａ” Suction Water “B” Branch Hose Flash Valve “Ｃ” Pressure as a signal for open the water valve 0.02[m] v：流速 流量 5[m3/h]より 0.71[m3/s] D：管径 0.05[m] 64 n ,n= c：抵抗係数（c = vD Oil Transfer Pump Oil Transfer Hose Fig 4.11 Principle of the flash valve for clearing stuck 負圧吸水弁の作動原理は，吸水口の弁の開閉を“ C” の負圧信号によって行い“ B”の分岐管へ導水するもの 2 で， “B”の圧力 PB と“C”の圧力 Pc をスプリングによ 動粘度 0.5[m /s]） りバランスをとってある一定の PB と Pc の差が生じた時 ※動粘度は粘度を密度で除した値であるが，使用したエ に，弁が開くようになっている．この機構はセンサーに マルジョン化した C 重油の比重は 0.9 以上であり，計算 よる電磁弁の作動といったものとは異なるきわめてシン 2 上は 500,000mPa・s を 0.5 m /s とおいた． プルな機構となっている． しかし，ナホトカ号重油流出事故の油回収現場での実 d) 高圧注水装置（エゼクター） 際の使用にあたっては，水の混入により，吸引距離を伸 本装置の使用者は，油濁対策の専門家ではないという ばすことが可能であることが確認されている．これは経 条件としている．このため,注水装置でも詰まりを起こす 験的に，ある程度の水の混入を行えばみかけの粘度を下 ような場合に備えて，回収油タンク内の油吸引口付近に げられ，抵抗係数が小さくなるためであると考えられる． 高圧水を噴射する装置を装備した．本装置はタンク内の おそらく管の壁面と油の間に水膜が形成されると考えら 油を強力に吸引するエゼクター効果とチューブポンプの れる．実際，実験においても計算上は吸引できない数十 吸引を補助する効果を狙ったものである．万一ホースが 万 mPa・s の油でも，チューブポンプのみで移送が可能 閉塞した場合でもこの装置により復帰できる可能性が高 であった．これは，移送ホース出口の油吐出状況の観察 いほか，ホース内を洗浄するために便利な機構である． から，油表面に水膜が形成されるためと推定される．同 ただし，大量の水を注入することになるため，通常の運 時期に海外でも注水による潤滑効果で高粘度油を長距離 転時には使用しない．主要目は次の通りである． 27) 油吸引口径 44mm 水噴射ノズル径 2.4mm 閉塞を防ぐこととした．しかしながら，回収効率を稼ぐ 高圧水量 32l/分 ため混入水量は最低限とすべきであり，そのためある程 水圧 50kg/cm2 度自動化した機構が必要である．なお，排水長さは水上 現地では万が一システムが閉塞した場合に一刻も早 のスキマーの取り回しを考えて吸引側ホース長さを 10m い復帰が望まれるが , 復帰のために他の装置が必要とな とし，吐出圧力が高いことから吐出側ホースを 30m とし るような場合はその日の復帰が不可能になって回収機会 て設計を行った． を逃す可能性が高い . 本システムではこうした詰まり防 移送する実験が行われていた ． このため，管内の油に給水することによってホースの 止装置に加えた高圧注水装置により閉塞時にも迅速な復 c) 帰を可能とするものである．Fig 4.12 に排送関係の全体 負圧吸水弁の設置 図を示す． 回収油の粘度が高くポンプ吸引側の油移送ホースが 閉塞する兆候は吸引負圧が急に高まることで予測できる. このためポンプの吸引負圧を検知して，ある値を超えた - 23 - Entrance of Storage tank discharge Oil transfer hose (φ65mm) Pressure signal Ejector High pressure hose Flash valve water jet Tube pump Oil transfer hose (φ50mm) Fig 4.12 Diagram of the recovered oil / water fluid transfer line (4) ゴミ対策 油は漂着するまでに海面に浮いているゴミを絡めて しまう．油の漂着の多い海岸は元々ペットボトルのよう Vibrator なゴミが集まりやすいところでもある．これらのゴミが Trash bag 排送管を詰まらせる事態を防止する必要がある．管内に ゴミをかんでしまった場合の閉塞からの復帰は非常に困 難である. ゴミ対策としてはカッターを装備する回収システム も見受けられるが，機構が複雑になるとともに軽量化し にくい．本システムでは，すのこ状の格子で分離するこ ととした（Fig 4.13）．チューブポンプはコンクリートポ ンプとして使われるように，管径より小さなゴミならほ ぼ問題がないため，こうした簡便な装置で十分である . すのこは振動ふるいとして，油とゴミとの分離を促進す Conveyor Grating for catching trash るものである．分離され転がり落ちたゴミは後部のゴミ 受に入るようにしている． 4.3 Storage tank 水槽試験 (1) ネットコンベアの油回収実験 a) Fig 4.13 Prevention equipments of debris and trash 実験の目的と方法 実験の目的は比較的大きな目合いのネットをコンベ - 24 - アベルトとして用いたネットコンベアが水面の油を回収 b) 結果と考察 する状況の観察とコンベア速度等の設計データの取得で 実験は状況を観察しながらケースを変えて行った．実 験の状況を Fig 4.16，4.17 に，結果を Table 4.3 に示す． ある． 実験は模型を水槽にロープ等によって固定し，模型に 全般的には，25mm といった非常に大きい目合であっ 対して簡便な造波装置による波とスクリューによるわず ても油が網を透過することはほとんどなく，問題は網の かな流れを起こして，主に高粘度油とスキマーの挙動， 目詰まりであった．目合いを大きくするにしたがって目 網目合いの影響，スクレイパーの状況を観察した．なお， 詰まりが減少し，水の透過がよくなるため波の反射がな 集油機構は取り付けず，ネットコンベアの挙動のみを観 くなって油がネット上に良く載るようになった．スクレ 察した（Fig 4.14）． イパーは粘度が高い場合には効果がよく認められた． 供試油は C 重油と水を攪拌しエマルジョン化させるこ コンベアの速度は，速いと前面の水をかきあげたり， とによって高粘度としたものを用いた（Fig 4.15）．粘度 外向きの流れを起こしたりするため，油がネットに載り の調整は難しいため，実験は 500,000mPa ・ s クラス， にくくなる．ただし遅すぎるとネットから油が漏れてし 250,000mPa・s クラス，100,000mPa・s クラスとし，実際 まうので，実験では 20m/s 程度に設定することで，この の粘度は別に記録した． 影 響 を 抑 え る こ と が で き た ． し た が っ て ， 100,000 ～ 500,000mPa・s クラスの油回収の場合，網目合いを 20～ 25mm，コンベア速度を 20m/s 以下と設定することで十分 に有効な回収作業ができることが分かった．また，ネッ トによる油水分離は想定どおりよく働き，水面の油を余 水がほとんど加わらない高濃度の状態ですくい取ること に成功した． Fig 4.14 Tank test of the net conveyor skimmer Fig 4.16 Oil scraping roller Fig.4-17 Skimmed oil on the conveyor Fig 4.15 Test oil : Emulsified C heavy fuel oil, viscosity is about 500,000 mPa・s - 25 - Table 4.3 Test results おらず，民間の平面水槽を借用して実験を行った．水槽 は株式会社海洋開発技術研究所が所有するもので，実験 Conveyor State speed （m/min） 2.5 15.0 Oil /water fluid was reflected by low transparent net Oil /water fluid was pushed away by the flow to opposite 40.0 direction of wave 30.0 There was water chopping in front of the net conveyor 10.0 20.0 Good performance 10.0 Good performance High transparency of water made calm water surface in 25.0 front of the net conveyor 25.0 15.0 little turbulence of water makes good condition of 5.0 Scraper worked well 25.0 15.0 Good performance 25.0 15.0 Oil stuck to the scraper Viscosity Mesh （mPa・s） （mm） 500,000 250,000 100,000 では水路幅 4m，長さ 10m，水深は約 1.2m の造波水槽を オイルブームで仕切ってこの中に供試油を一面に散布し た．当時は本水槽以外に実油実験を行うことのできる大 形水槽はなかった．水深が 1.2m と浅いが，海岸付近で 使用する浅海域用の油回収機であるため問題はない．波 高 5～10cm，周期 1.7s の波をスキマーに対して直角にか け，約 460,000mPa・s に調整した C 重油を用いた実験を 行った（Fig 4.18，4.19）．供試油は集油フェンス内側の 水面全面を覆うように十分な量を散布した．本結果を踏 (2) 集油機構を搭載した実験 まえて，油回収率等の能力を推定するための実験ケース a) た挙動を示した．油回収実験では波高を 10cm，周期 1.7s を検討した．その結果,装置本体は波高 15cm でも安定し 水槽実験の概要 本研究開発の当時はまだ STORMS の整備がなされて で実験した． Oil transfer pump Oil boom Collecting boom Test tank Pressure signal hose Oil skimmer Discharge hose Recycled oil Suction hose Oil Wave generator Hydraulic power unit 18° Recorder 10m Control panel Fig 4.18 Tank test of the oil skimmer installed the oil raking system b) 実験の結果と考察 スキマー取入れ口前面に V 字に展張した独自の集油ブ ームにより浮流油は問題なく集積されることを確認した． ブームのカーテン部は目合 10mm のネットであるが，波 浪中でも油の漏れはなく，また集積部における水面の盛 り上がりもない良好な状態であった． Table 4.4 に実験の結果を示す．回収油水量,回収油量, 回収効率はいずれもかき寄せ装置のサイクル（速度）に 支配された結果となっている．これにより搭載したかき 寄せ装置が集油装置としてたいへん有効であることがわ かった．観察からも，漂流油はレーキによって手繰り寄 せられ，さらにネットに押し付けられることで確実にネ Fig 4.19 Photograph of the tank test with oil ット上に捕捉され，すくい上げられることが確認できた （Fig 4.20）．ネットコンベアのトルクが不足気味で，大 - 26 - Table 4.4 Test Results(Oil Viscosity :460,000ｍPa・s） 量の油を載せた場合に極端にコンベア速度が下がる場合 が生じたため,case2, 4 においては貯油タンクに油が落下 case 1 case 2* case 3 case 4* するのを待つ操作を加えた．実験の結果，回収できた油 Raking Velocity cycles/min Conveyor Velocity m/min Recovered Fluid m3/20s Recovered Oil m3/20s Recovered Water m3/20s Water Content Ratio ％ Fluid Recovery Rate m3/h 水の最大値は 20 秒間の計量で 30 リットルに達し，1 時 間あたりに換算すれば 5.4m3／h となり，目標能力である 3 5m ／h を達成することを実証した． 波なしで実験した場合には，ネットコンベアの動きに より装置前面に漂着した油を沖側に押し戻す伴流が発生 し，掻き寄せレーキの作動範囲外まで油が押し戻される 状況が見られたが，波（波高 10cm，周期 1.7s）ありの場 合，油は掻き寄せレーキの作動範囲内まで接近し，かき 寄せに大きな支障はみられなかった．これは伴流による 力よりも波による浮流挙動の方が勝っていたためと考え 9 6 4 6 20 20 20 10 0.022 0.013 0.023 0.024 0.018 0.01 0.018 0.006 0.004 0.003 0.005 0.03 20 18 23 22 5.40 3.96 2.34 4.14 られる．なお，波高 15cm とした場合について，回収装 ＊case 2,4: was controlled operation that the operator waited 置は大きく動揺するものの，回収作業には支障なかった． to rake until the oil on the net cnveyor falls into the tank. Fig 4.20 Action of the raking the oil (3) 排送機構の実験 を防ぐ目的からは，負圧給水弁で十分な効果があること がわかる．なお，空気吸引の場合も若干の効果が認めら a) 詰まり防止機構の効果 れるが，この実験ではネットコンベア上で油塊の上に載 詰まり防止としてスキマー本体に取り付けた負圧給 っていた水や油層内に閉じ込められて油水分離しきれな 水弁により注水する方法及びジェット水による排送圧の かった余水が 20%あると考えられるため，空気のみでの 増強効果について実験し検討した． 効果かどうかは不明確である． スキマーの貯油タンクに回収された油を内径 63.5mm， Table 4.5 Suction test result 長さ 10m の吸引ホースを通して Table 4.5 に示す 4 種類 <viscosity 880,000mPa・s, の方法でチュ－ブポンプにて吸引し，吸引圧力，ポンプ valve relief point 58.8kPa,Suction pump;5.2m3/h> 吐出油の性状を調査した．なお，表中の回収水量率は， case 回収された油水の状態の見掛け上の含水率であり，エマ ルジョン化して油と一体となった水分は含まない． 1 situation Flash valve is shut Recovered water content % -58.8 20 suction pressure kPa 注水による効果が十分認められることが表から読み 2 Air inlet -49.0 20 取れる．特に水ジェットにより積極的に注水した場合， 3 Flash valve is opened -29.4 40 0 60 4 High pressure water jet 60%の水量率となるが，閉塞傾向は全くなくなる．閉塞 - 27 - b) の可否が決まり，さらに，現場水深が浅かったり，岩礁 回収水量率の改善 回収水量率を改善するため , 貯油タンクのより上流側 の入り組んだ海岸であれば使用できない．また，船に取 から注水するように排送機構の負圧給水弁給水位置をよ り付けたものは船の速度でしか現地まで移動できない． り油タンク側（上流）へ変更した．造波装置により波高 これに対して，実際の現場での搬入，組立，進水，撤去 20cm，周期 2.0S の波を回収機に直角にかけ，約 650,000 が海洋工事会社の作業員の手によりスムーズに行えると mPa・s に調整した C 重油を回収した． いう本システムのコンセプトは，本研究開発の上で最も その結果，回収水量率が 6%以下でも詰まりを生じず 重要である． に排送できた．負圧給水弁位置の変更により油水が管に 本システムは各部ごとのブロックの接続で全体シス 入る直後から注水による潤滑作用が働いたと考えられる． テムが構築される方式であるため，分割してトラックに これにより高粘度の油を極めて高濃度の状態の油水とし て陸上輸送可能である．このため道路のあるところなら て詰まることなく排送できることが実証できた（Table ばごく近傍まですばやく運搬できる．さらに，各部の重 4.6）．また，吸引圧は-39.2～-58.8kPa の間で安定してお 量が比較的軽量で喫水が 20cm と小さいため，クレーン り，負圧給水弁が効果的に働いたことを証明した． に頼らず人力で海岸から進水できる．また，実際の現地 Table 4.6 Improvement of place of the flash valve では専門家の数は少なく，わかりやすいマニュアルの整 <viscosity 650,000mPa・s, 備とともに，機器の働きについて直感的に理解できるこ 3 valve relief point;58.8kPa,Suction pump;5.2m /h> case Wave height 3 Recovered fluid（m /h） Water content（%） Suction pressure（kPa） とも必要な条件である． 本システムではスキマー部はオープンなコンベアと A B - 20cm，2s なっており，前面に滞留する油をレーキがかき寄せると 0.9 2.4 6 1 いう，人間の作業をほぼそのまま機械動作に置き換えた ものであるため，誰が見ても油がすくわれ回収されてい くあらましを理解しやすいものとなっている．したがっ -39.2～-58.8 -39.2～-58.8 て，トラブルが起きそうな部分についてはすぐに人力に よる補助を現場で思いつくことができる．これに対して， c) ポンプや排送管の詰まりに関しては，一見してその原因 ゴミ除去装置の効果 を探ることは不可能である．このため本システムでは詰 ネットコンベアで回収された油に混入するゴミ（各種 まり防止の機構が入念に設けられている． 異物）を除去するため，回収油タンク上にゴミ除去格子 を設けた．ふるい振動効果を調査するため，ゴミ（ペッ このように本システムでは「人力による機動性」を発 トボトル，空き缶，ヒモ）混じりの油回収実験を実施し， 揮できるような取扱性と，回収機構の明瞭さを運用のコ ふるい振動＜あり／なし＞の場合のゴミ除去格子上の油 ンセプトとしている．しかしながらこれらについては， の挙動を比較した．実験の結果，回収油とゴミのふるい 実際に機械システムを運用してみなければ実証できない． 分けについては，ふるい振動なしの場合，ゴミは油の粘 このため，平成 12 年 9 月に新潟市栄町地先海岸にて開発 着力のためゴミ格子上で殆ど動かなかったが，加振する した油回収システムの設置，撤去試験を行った． と，ペットボトルと空き缶は傾斜した格子上を滑り落ち， 高粘度油が海岸に漂着したことを想定し，最寄の道路 水面に落下した．但しヒモは殆ど動かなかった．また， までトラックで機材を陸上輸送し，すみやかに機材を油 ゴミ格子上の高粘度の回収油挙動には大きな差はみられ 回収態勢まで展開するものである．試験は主に機材のハ なかったが，加振した場合に油は幾分早めに落下した． ンドリング評価を目的とし，作業に携わった人たちから 格子面積は十分余裕があり，油は格子面積の上半分程度 アンケート調査を行った．また，各作業ステップの所要 で透過していた． 時間の記録を取り，特に問題になるステップがないかど うか確認した．作業は使用機材に対して精通しない者(工 4.4 事会社)を選んで行った． 現地運用試験 (1) 運用のコンセプト (2) 実験内容 どのような優秀な機器も，現場への搬入が不可能では 使用できない．予め専用の船によるオペレーションを前 a) 提にして製作されたシステムでは，その船の有無で使用 現地搬入機材のリストは以下のようである． - 28 - 搬入機材及び人員配置 y 集油フェンス（5m×2，水噴射ホース付属） y y 浮体（1 基，スキマーと合体させる） y 油スキマー（1 台） y 全体指揮者（1 名） y 油移送ポンプ（1 台） y 記録係（1 名） y 油圧パワーユニット（2 台） y 作業指揮者（1 名） y 電気制御盤（1 面） y トラック運転者（1 名） y 機器台（2 個） y 不整地運搬車運転手（1 名） y 油吸引ホース（10m） y モーターボート操縦士（1 名） y 回収油移送ホース（10m） y 発電機及びポンプ運転者（1 名） y 集油用水噴射ポンプ（70l/min. y 作業員（2 名） y エンジン発電機（35kva 以上，1 台） y 不整地運搬車（荷台寸法 1m×1.5m，搭載能力 500kg） 地元の工事会社に依頼した．資機材の不整地運搬車は， y クレーンつき 4t トラック（機材運搬用 1 両） 工事現場等に一般的に使用されているものであり，入手 y モーターボート（1 隻） しやすいことから，浜辺の水平移動用に採用した．マニ y ロープ，ウエイト類（1 式） ュアルについてもこうした資機材について掲載し，使用 y ローラーコンベア（2 本） を勧奨している．なお，現地の資機材の配置は Fig 4.21 y 足場板（4 本） のとおりである． 電気ケーブル（1 式） また，実験要員として下記のような構成とした． 1 台） この際，人員については油回収作業の専門家を避け， 4t truck with crane Generator Cable Crawler carrier Transfer pump Hydraulic power pack Control panel Transfer hose Transfer hose (suction) Skimmer Water pump Float Collecting boom Boat Fig 4.21 Layout of equipments and materials for operation test at the site b) ぶ．水際にウエイトを置き，ボートから投げたロー 現地でのシステムの展開方法 プを縛り付けておく． 本システムはトラックにて現場に急送できることを 前提としている．現地ではトラックを海岸に近接する道 ② 路に駐車し，この時点から各種のタイム計測を行った． イプの両端に縛り付け，そのパイプの両端にフェン トラックの駐車地点からスキマーの進水地点までの距離 スの先端を縛り付ける． は約 30m で，この区間について重量物は不整地運搬車で， ③ その他のものは人力で運搬した．詳細な作業手順は以下 ボートから 2 本のロープを集油フェンスの先端へ結 びつける． のとおりである（Fig 4.22）． ① フェンスの開口幅を決めるために独立浮体 2 個をパ ④ 海岸に油スキマーを進水させるためのローラーコン ベア及び足場板を敷く． 集油フェンス，独立浮体，及びパイプを水際まで運 - 29 - ⑤ 足場板の上で油スキマーを組み立てる． ⑥ 油スキマーの後端にロープを結びつけ，その端をウ ⑧ すい位置につける． エイトに預けておく． ⑦ ボートを移動して集油フェンスをハンドリングしや ⑨ 油スキマーに油移送ホースを接続する．ボートで集 油移送ポンプを不整地運搬車に搭載して水際へ運び， ホースを接続する． 油フェンスを引くとともに，陸側から油スキマーを ⑩ ポンプ，制御盤及び発電機間の配線を行う． 押し出す． ①Fasten a rope to a ②Decide the width of the ③ Set the collecting boom on ④Begin to draw out ⑤ Draw ⑥ Move the skimmer on the the boom ⑦Fasten the skimmer to weight ⑨ Launch the ⑧Connect the collecting boom to ⑩Ready to start Fig 4.22 Procedure of launching the skimmer c) 撤収作業 ④ 撤収作業は基本的には展開作業の逆工程である．実際 クへ運ぶ． の現場では資機材に付着してしまった油の洗浄作業が重 ⑤ 要であるが，今回の実験ではこれを再現することは困難 電気ケーブルの結線をはずし，束ねる． ② 油移送ホース，油圧ホースの接続をはずし束ねる． ③ 油移送ポンプ，油圧パワーユニット，制御盤を灯油 電気ケーブルを簡単にウエスで拭き，シートで覆っ てトラックへ運ぶ． であり，実施できなかった．工程は下記のとおりである． ① 不整地用運搬車または手持ちにて主要機器をトラッ ⑥ ホース類は外面の汚れが激しいので高圧水で洗浄す る．端末をウエスで覆うこと． ⑦ 油スキマーを引き上げるためのローラーコンベア及 び足場板を水際に敷く． を沁みこませたウエスで拭く． ⑧ - 30 - 油スキマーを不整地用運搬車の力を借りながら引き 実験は平成 12 年 9 月 28 日と 29 日の 2 日間にわたっ 上げる． ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ 集油フェンスをはずし，油スキマーを高圧水で洗浄 て新潟市栄町地先海岸で行った．28 日は強風と高波のた する． めスキマーを進水させることを見送った．29 日は風波も 油スキマーを不整地用運搬車で道路まで運びトラッ 収まって，油スキマーを海上まで引き出す一連の作業が クに搭載する． できた．なお現地は離岸提の設置された海岸であり，28 集油フェンスを高圧水で洗浄してからシートで覆い， 日天候は晴れ，風速 10m/s，提内の波高は約 50cm であっ トラックに搭載する． た．29 日は天候晴れ，風速 2m/s，提内の波高は約 10cm モーターボートの舷側を水洗いし，港または船揚場 であった．実験の状況を Fig 4.23 に示す． なお，基本的に人力作業のため，50cm 程度の波でも作 等に回航する． ⑬ ホース類をトラックに搭載する． 業は中止せざるを得ないが，本システムの目的としては， 人力作業の機械作業への置き換えであり，波の条件が厳 (3) 運用試験の結果 しい場合の作業形態についてはまた別途研究開発する余 a) 地がある． 概要 ① ② ④ ③ ⑤ ①The crawler carrier ②Preparation of launching ③～⑤Launching Fig 4.23 Launching operation of the oil skimmer - 31 - b) 億円）の就航記念式典が平成 19 年 4 月に神戸港湾事務所 運用試験の時間計測結果 運用試験の時間計測結果を Table 4.7 に示す．大まか で開催された．本船は海洋環境船（海面清掃船兼油回収 に分析すれば，設置に約 52～56 分，撤去に 37 分かかっ 船）として，同所の「紀淡丸」代替になるもので，名称 ている．撤去は油で汚れた本体を洗浄するという作業が は公募により市民が応募し，その中から有識者により選 含まれていないが，少なくとも設置は 1 時間弱で可能と 定したものである．その主要目は，総トン数 196GT，全 みられる．本システムは現地稼働時間を 6 時間とみて 1 長 33.5m×全幅 11.6m，最大喫水 2.64m，最大速力 15.4 3 日約 30m の油水を高濃度な状態でピット等まで回収， ノットとなっている 28) ． 本船には油回収機が 2 種搭載されることとなり，その 排送するものとしており，時間的には十分な稼働時間を 取れることがわかった． うち対象油が極めて高粘度である場合に対応する副機と Table 4.7 Results of the each operation period at the site test して，浅海域高濃度油回収システムを船舶搭載用に改造 Operation 28, September 29, September Crawler carrier roundFirst 3min20s Carried by hand weights, hoses,etc Second 5min40s Carried by hand cables, scaffolding boards, etc 3rd 8min55s 8min40s oil skimmer 4th 6min59s 5min16s hydraulic power unit 5th 11min 6s 4min50s control panels 6th 4min 2min55s transfer pump subtotal 40min 21min41s launching oil skimmer 8min23s 6min10s 7min37s 24min5s carriying by hands, pipeworks, cable arrangements したネットコンベア式油回収機を搭載した．船側に取り Total preparation time Total time of back off works c) 56min 37min 付け，オイルブームにより集油して油水を回収し，船上 のポンプで船上の貯油タンクへ移送する．主機は通常の 重油から対応する方式のものとなっているため，極めて 粘度が高いエマルジョン化油に最も適した本機が副機と なった．まだ，油流出事故での使用実績はない． Fig 4.24 に「Dr.海洋」，Fig 4.25 が船側に設置された 油回収機，Fig 4.26 に浅海域高濃度油回収システムと今 回搭載された改造機の比較を示す（Fig 4.24，4.25 は文 献 28））． 51min56s － 人力による機動力の評価 油スキマーの進水作業は人力で行うことに成功した． ただし，作業員の感想からは，遠浅な海岸ではより喫水 の浅いものが望ましいとあった．また，集油フェンスの Fig 4.24 Dr.Kaiyo スカート部が若干引き出しの抵抗になっていたものと考 えられる．油回収用ホースはワンタッチカップリングを 用いて作業の容易さに配慮したが，これについては好評 であった．対して，レンタル品である発電機と，制御盤 の接続についてもワンタッチ式にすべきであるとの要望 が出た． 作業員については，運用も含めて 8 人の人員で可能で あり，交代等を考慮しても人員は 10 人程度で運用可能で あることがわかった．作業後の感想からは若干もう少し 作業員が欲しい場面もあったとみられるが，システム全 体が約 150 人分の能力を持つことから，所期の目的であ Fig 4.25 The net conveyor skimmer installed by the side of る沿岸域での油回収作業の機械化による効率化と，海岸 Dr.Kaiyo での機動力の発揮というコンセプトが実証できた． 船舶搭載用とするために改良した点として，まず，集 4.5 油ブームの取り付け方法を V 字展張から船側を集油ブー 適用事例 国土交通省近畿地方整備局においては，新造船「 Dr. ムの替わりに利用できるように J 字展張に変更した（Fig 海洋」 （平成 18 年 1 月着工，19 年 3 月完工，総工費約 10 4.27）．これにより油回収機は船の近くに取り付けられる - 32 - ため，油水の吸引長を短く設定でき，詰まりを起こしに 海洋」が瀬戸内海で使用されることから，海岸に漂着す くいように配慮した．また，船の外側の集油ブームを張 る状況よりも早めの対応であること，海水温が冬季でも るために舷側から突き出すアルミ製のパイプの長さを短 15℃前後とみられ，極端に高粘度にはならないと想定し くできる．ネットコンベアの材質は，海岸で使う場合に たためである．回収幅及び想定する回収能力は同じであ はトラブルがあっても入手と交換がしやすいナイロン製 る．その他，防爆仕様に統一するため，吸引用ポンプの の網としていたが，ステンレスメッシュに変更して，耐 動力を電動モーターから油圧モーターへ切り替えた．設 久性を優先した．また，メッシュの目合いは 25mm を 10 置や搭載等は全てクレーン等を用いることから，耐久性 ～15mm のものとして，対象油の粘度 300,000mPa・s 以 を優先して本体と浮体を一体構造とし，さらに吊具を取 上を 100,000mPa・s 程度以上に引き下げた．これは， 「Dr. り付けた（Fig 4.28）． Fig 4.26 A photograph in left is the developed original net conveyor oil skimmer with rake, in right one is the customized one for Dr.Kaiyo Storage Tank Hose Pump (hydraulic motor) Dr.Kaiyo Oil Skimmer Rod for oil Boom holding Oil Collecting Boom (J-configuration) Fig 4.27 Installation of Net-conveyor Skimmer on the side of Dr.Kaiyo - 33 - float rake conveyor rake conveyor For shallow water (original) For Dr.Kaiyo (net-conveyor skimmer) Fig 4.28 Comparison between the original net-skimmer and the customized one for Dr.Kaiyo 4.6 とコンパクト，軽量で，喫水も約 20cm と浅い水 結語 通常開発されているスキマーは対象油の粘度をクラ 深に対応し，進水時の人力の負担を軽減 ス分けし，クラスごとに対応している．しかしながら文 ③ かき寄せ装置により油水回収能力最大約 5m3/h， 献 WORLD CATALOG 16),26),36)などは，高粘度油は動粘度 定格能力 2.5m3/h で，1 日最大 150 ドラム（6 時間 130,000～170,000cSt（1mm2/s = 1cSt）程度を最高として 運転），人力換算で 150 人分の能力を持つ．油取 おり，本研究で主に対象とした 500,000mPa・s 以上の粘 入れ口幅がスキマー部で 50cm と大きい． ④ 度の油に当てはめることは難しい．こうした高粘度油に 関しては，近年 ISO において 500,000cP（1mPa・s = 1cP） 油水中の余水の割合は約 0～ 20%程度以下と高濃 度な油水の回収が可能 以上の高粘度油を対象とした油回収機の試験基準が検討 ⑤ されているところである（文中の単位がまちまちなのは 吸引管側の詰まり防止機構により超高粘度にも かかわらず油の詰まりが起きない それぞれの基準で使用されている記述をそのまま使用し ⑥ チューブポンプの採用によりゴミに強く，圧送距 たため）．本システムでは，数十万 mPa・s 以上の高粘度 離が長く，また，振動ふるいにより空き缶やペッ 油を回収できるものであり，回収油水中の余水の割合が トボトル大の大きなゴミに対応 非常に少ないにもかかわらず詰まることなく陸上のピッ ⑦ 詳細な取扱説明書（現地での運用マニュアル）に より油回収のエキスパートでなくても工事会社 トや一時貯蔵タンクに排送できるものである． 等の作業員なら運用が可能 また，システム全体の現場での取扱性について考慮し た結果，機器の各部は軽量小型化されており，重機を使 このようなさまざまな 7 つの特徴を持ち，海岸の水上 用できない海岸においても人力で設置，展開，運用，撤 から陸上の，たとえば道路そばの一時貯蔵ピットやタン 収ができる機動力を備えたものとなった． クまでのロジスティクスの整合性を取って開発されたも のである．本システムの研究開発は 1998 年度～2001 年 こうした本システムの特徴を列記すると以下のよう 度の 4 年間にわたって行った．個々に用いた技術は工学 になる． ① ② 対 象 油 の 粘 度 は 約 500,000mPa ・ s で ， 約 的に斬新なものではないが，当初から目的とした渚など 300,000mPa・s 以上から取扱える 浅海域での人力作業であるひしゃくとバケツリレーによ スキマー部は長さ約 2.3m×幅約 1.4m，重量 130kg， る回収作業を機械化すること及び，重機を用いずに設営 - 34 - できる機動力を持つシステムであること，そして誰の目 に行なうための油回収機の開発を行った．これは機械力 にも分かりやすく，現場のいわゆる人間系の能力を活か の持込が難しかった場所に人力で搬入搬出ができること しやすいこと，といったコンセプトを守り，達成できた． を条件とした本格的な油回収機の開発を狙ったものであ また，一般的な製品が対象としている常識的な粘度の る．これに対して，本章では油回収船及び油回収作業の 範囲を逸脱した 500,000mPa・s 以上のゴミ混じりの高粘 訓練等を受けた者が配置されていない地域においても， 度油に対応するために，ネット式のコンベア，初の試み 緊急時にクレーン台船を油回収船として用いて，油回収 となったレーキ式かき寄せ装置，注水装置による管路の 作業の経験が無い者が対応できる油回収システムの開発 詰まり防止など各部の機構のアセンブリが全体として非 を行ったので報告するものである． 常に高い効率性と能力を発揮する結果につながった． わが国の油濁防除体制においては，国土交通省地方整 さらに，現地での運用について実験を通じた評価を行 備局が大型の浚渫兼油回収船を 3 隻運航し，ほかに海面 うことにより，システム全体が初期の目的を果たすこと 清掃兼油回収船等を 11 隻運航しており，海上での油回収 ができることを証明できた． 作業のための機動力を持っている．しかし，油回収船の 文献 WORLD CATALOG は世界で市場にあるほとんど 全国での分布状況は一部の地域と他地域とで大きな差が の油回収資機材を網羅していることで有名であるが，こ ある（Fig 5.1：1996 年当時 33）．本研究を開始する 2004 の資料によれば機械的なかき寄せ機構により油回収機の 年当時は当該データを用いて研究の必要性を検討した． 反射波等により油取り入れ口に油膜が入りにくい現象を 現状の同様の図は第 2 章の Fig 2.1 となっており，本研 解消した油回収機はない． 究の必要性はますます増大している．）．わが国は長い海 浅海域用高濃度油回収システムは，油回収機の分類上 岸線上のほとんどの地域で社会・経済活動が活発に行わ はベルト式油回収機であり，類似のタイプにブラシ式油 れており，全国すべての沿岸域で等価な災害対策が望ま 回収機がある．いずれも高粘度油を対象としており，ア れるといえよう． 一方でわが国には港湾法上の港湾が，重要港湾が 128， ルキメディックポンプ等の油の移送ポンプを油回収機の 一時貯蔵タンク（ホッパー）に取り付け，船上に圧送す うち特定港湾が 23，地方港湾 942 と，合計 1,008 港存在 るのが通例である．しかしながら，本体の反射波等によ する．これらの港湾の中には建設中の施設を持つものも りベルトに油が寄らない現象があり，油とスキマーの間 多く，したがって,これに従事する工事用の作業船は全国 に適度な相対速度が発生するようにスキマーを前進させ に分布している．油流出事故時にこれらの作業船を油回 る必要がある．本論の方式ではレーキ式かき寄せ装置に 収作業に転用することができれば，迅速で効果的である． よりこの難点を克服した．また，軽量化のためにポンプ 本研究では，全国の港湾に在船する工事用作業船のな を分離したことによって一時貯蔵タンクかポンプまでは かから緊急時に油回収作業に転用可能なものを抽出して， 吸引する必要が生じ，高粘度油の移送が難しくなるが， 事故時に簡単にこれらに装備できる油回収システムを開 これについては自動でのフラッシュ機構によって解消し 発・提案することを目標とした．なお，開発を行った油 た． 回収機と集油ブームおよび周辺資機材をひとまとめにし たものを油回収システムと呼ぶ．本研究は 2004 年度から このように技術的には世界で初めて試みたレーキ式 2006 年度にかけて行った． かき寄せ装置による油回収率を確保した．また，高粘度 油の移送中の管路の詰まり防止のため，スキマーの一時 2004 年度においては，工事用作業船の中から活用する 貯油タンクに一体化することが常識であった容積ポンプ 対象となる船種として一定の能力以上のクレーン付台船 を分離することに成功することで，人力による現場での 等を抽出し，これが全国に 900 隻以上在船することがわ 設置作業を可能とした． かった．このため，クレーン台船を対象とした油回収機 および集油ブームおよびその全体のコンセプトを考察し 5. 工事用作業船を用いた油回収システムの提案 た．油回収機はグラブバケットの操作に類似した機構と， 余水の発生を抑える手法を独自に考案した模型を製作し， 5.1 水槽実験を行なった．また，比較対象としてグラブバケ コンセプト ットの模型を製作し，水槽実験を行ない比較した．集油 (1) 油回収システム開発の目的 ブームは潮流を利用して自動的にブームの展張ができる 第 4 章においては，重機や作業船が入り込めない水深 ように ,ブームを曳航するブイを考案し ,模型を製作して の浅い沿岸域での油回収作業を，機械力を用いて効率的 水槽実験を行なった．2005 年度は 2004 年度の実験結果 - 35 - を反映した改良を考案し，それぞれの模型を新たに製作 ある．このため，搬送時の重量及び体積はトラックの輸 し，水槽実験を行なった．2006 年度についてはそれぞれ 送力に左右されるとともに，各港湾の作業船だまりへの の模型の改良を加えて実機に対して縮小プロトタイプを アクセス路等による制限を考慮する必要がある．したが 製作し，油回収機については大型水槽試験により実機の って，システムを構成する部材はおよそ最大幅 2m，長 性能を推定した．また，集油ブームについては安定性の さ 6m，高さ 2.5m，重量 4 トン以内とする．また，貯油 確認を行なった． 3 タンクは組み立て式の市販品で 10m（ドラム缶 50 本分） 貯蔵できるものなどがあり，トラックの荷台スペースと 得られる容量から効率がよいこれらを選定する． Total 144 vessels Total Oil Recovery Rate 6,941㎥/ｈ Total Amount of Oil Storage 15,626.21㎥ ③ 甲板の広さ等 甲板の形状は油回収機器等の配置を容易なものとし， 作業がしやすいように平型の作業船の船種であることと する．面積については Table 5.1 のような油回収資機材 の配置が可能となるように Fig 5.2 から長さ 10m×幅 4m 以上または長さ 8m×幅 6m 以上の 2 つの条件が設定でき る． Fig 5.1 Chart of the oil skimming vessels (1996) Table 5.1 Minimum working space on deck of the barge (2) 油回収作業へ転用する工業用作業船の条件 a) Equipments and materials Volume Space Oil Recovery equipents and materials 4t class truck bed capacity ×2 6m×2m×2 Srorage tanks 10m ×1 転用の条件 工事用作業船は「作業船一覧 2003 年版」 （社団法人 日 ３ φ3.2m(FAST TABK 2000) 10 m 本作業船協会発行）によれば 40 種類程度に分類できる． この中で油回収作業に転用する条件を以下の通り設定し 4t class truck bed capacity 2m た． 3.2 m 4m storage tank ① 2m 現地での作業性の考慮 6m 現地では人力のみでは移動することに苦労する重量 の資材や廃棄物を入れたフレコンパック，ドラム缶等が 8m 発生する．また，作業船が岸壁に係船した状態での荷物 2m の積み下ろしでは，運送してきたトラックに移動式クレ 2m ーン等が装備されていなくても船のクレーンで可能であ る．このため現地の作業性を考慮して，クレーンが搭載 されていることを必須条件とした． ② 6m 3.2 m 想定する資機材のサイズ 開発の目標となる油回収システムは，1 回につき最大 で，いわゆる 4 トントラック 2 台分程度（1 台で長さ 6m ×幅 2m 程度）の資機材を目安とするのが適当と考えら Fig 5.2 Requirement of the barge deck space れる．その理由は，小さな港湾においても転用できる作 業船が在船している場合があり，作業船だまりまでの道 b) 路の幅員等を考慮すれば，4 トントラック程度を対象と 油回収作業の転用に適した工事用作業船の全国 分布状況 するのが妥当なためである．なお,米国沿岸警備隊ではコ a)の条件により「作業船一覧 2003 年版」（前出）から ンテナ化することにより航空機で輸送することも前提と 対象となる工事用作業船を抽出した結果，全国で海のあ しているが，わが国ではトラックによる輸送が現実的で る各都道府県すべてに在船していることがわかった（Fig - 36 - 5.3）．総数は 927 隻にのぼる．ただし，自航船は少なく， 通常の海洋工事における条件と同様に波高 1m を限界と 基本的には非自航船を対象に油回収システムを検討する する．作業員は常時は海洋での土木工事を行っているも 必要があることがわかった． のとすると，以下についてのスキルが期待できる． このため，油回収作業への転用のための資機材を現場 ・ クレーンオペレータが確保できる． 近傍の港に向けて急送することでわが国の長い海岸線の ・ 玉がけ作業ができる． 多くをカバーできることが明らかとなった． ・ 簡単な電気工事（配線）ができる． ・ 簡単な配管作業ができる． これに対して，以下のスキルは期待できないものとす る． ・ 流出油の粘度を推定する． ・ 粘度に応じた排送系統を組み立てる． ・ 粘度や油膜厚さから油回収機の調整，または 適当な回収機を選択する． c) Fig 5.3 Distribution chart of the crane barge in Japan 対象とする流出油の条件 対象とする流出油は大型貨物船の燃料油である C 重油 及びそのエマルジョンとする．軽油や原油の場合は，初 期にはガス分が気化するため，防爆が不十分な船舶の転 (3) 回収作業の各種条件の設定 用は火災の危険があるとともに専門知識がないまま作業 a) にあたることは安全上大いに問題がある．また，軽質分 海象条件 は結果的にはほとんどが気化して空中に分散してしまう 対象となる作業船は，港湾工事に用いられるものであ ることから，作業限界波高は一般的に 1m 程度である． ため，回収がほぼ不可能である． 対応する周期を 4s とすると，このときの波長は約 25m 流出油は船舶等の事故後漏れ出し，海岸に向かって浮 となる．船舶の移動速度は回収時にはオイルブームの一 流しているものとする．外洋に向かって浮流しているも 般的な滞油性能の限界が 1 ノットなので，最大 1 ノット のは，油回収船の到着を待つ時間的な余裕ができる．ま を仮定する．作業海域は，これらの条件から沿岸域や湾 た，通常の工事用作業船では航行区域の制限があり，外 内に限られる． 洋までは出動できない可能性が高い． 水温は冬季を考慮すれば 10℃前後で，水温が低いた また，事故直後の回収が望ましいとはいえ，その状況 め作業員は水中には立ち入らないこととする． 把握のための時間および準備時間，現地到着時間を考え ると 12 時間以上経過した状態での作業となる．この場合， 風の影響についても，クレーン作業に準じた作業と なるため，クレーン台船が使用できる風速が限界の風速 C 重油はエマルジョン化しており，海水温が低い場合 となる．クレーン台船は移動式クレーンであるが，この （10℃前後）は粘度が数千～数十万 mPa・s 程度になる 場合は，クレーン等安全規則第 74 条によって，地上 10m と考えられる．このため , 一般的な C 重油の粘度数百 の高さにおける 10 分間の平均風速が毎秒 10m 以上の場 mPa・s から数十万 mPa・s 程度の油を対象とする． 合は作業を中止することとなっている．また風向による 油の移動に対しては常に風下側に浮流油は流れると考え 5.2 られ，また，オイルブームも風下側でなければ展帳でき 工事用作業船を転用する油回収システムは，少ない配 ないため，台船の向きを変えて適宜対応する． システムの構成 備数で広域をカバーできるようにトラックにより陸送で 現場へ持ち込み，台船のクレーンで積みおろしする．ク b) 対象とする使用者および作業員に期待できるス レーン台船上に Fig 5.4 のように設置し,油を流れの下流 キル 側に集油して油を回収する．システムに含むべき機材の 構成は以下のとおりである． 現地でのオペレーションは海洋工事会社とし，油回収 作業に関する専門知識は持たないが，海洋工事で通常使 用する発電機やクレーン，その他の機器の使用経験や必 a) 要な資格を有するものとする．また作業時の開所条件は 油回収システム全体の動力源となる資機材を準備す - 37 - 動力関係 る．対象とする油種は C 重油及びそのエマルジョンなの d) で揮発性が少なく作業船と同様に防爆仕様ではなく，通 集油ブームは滞油性を高くとるためには大型の C 型以 常の工事現場で使用している資機材から選択し，トラブ 上の規格品が望ましいが，展張作業などは若干の訓練が ル時に速やかに対処できるように配慮する．したがって， 必要とされている．特に長い距離を展張する場合や 2 船 動力源はディーゼル発電機およびコンプレッサー等とす で曳航して集油する場合などは非常に難しいとされてい る． る． 集油ブーム 海洋工事においては自船からの油濁防止のためのオイル b) 貯油タンク ブームを作業船が準備していることが多いが，航行しな ドラム缶は搬送しやすく便利だが，油回収システムの がら集油作業を行うことはまずない．しかしながらこう 能力が高いと頻繁に交換しなければならない．また，た した作業は油回収を行ううえでは必須となることから， とえば 4 トン車で空ドラム缶を搬送する場合，外径が 以下のような集油ブームを準備する． 60cm とすると 30 本程度で荷台が一杯になってしまう． ・ 容量が 1 本約 0.2kl なので 6kl 分で 4 トン車が 1 台必要に 集油時の航行および展張がしやすいようにブーム延 長を短くする． なる．一方で組み立て式の貯油タンクが市販されており， ・ こちらは搬送時には，たとえば FAST ENGINEERING 社 集油時のオイルブーム形状を適正に保つことが容易 である． の FASTANK 2000 では長さ 1.6m×幅 0.5m×高さ 0.5m に ・ たたまれており，組み立て時には貯油量が 10kl となるな 展張したオイルブームにかかる抗力によって作業船 が受ける影響を少なくする． ど，スペース効率が高く，オープンタイプなので回収作 業時に内部に揮発ガスがたまることもなく適性が高い． e) ポンプ この他にも曳航式のオープンタイプの貯油タンクがある． 貯油タンクへの油水の排送は，油の粘度が高くなるに 曳航式は必ずしも取扱が簡単とはいえないことから，組 つれて排送管の詰まりやポンプの故障が心配される．ま み立て式のオープンタイプの貯油タンクを対象とするの た，海岸近くでの回収作業はゴミの混入を避けられない が適切である． ことから，十分な配慮が必要となる．このため基本的に ポンプはダイヤフラムポンプとする．このポンプは駆動 c) 源がエアーや油圧で本体には駆動源を持たないため非常 油回収機 流出油事故においては，ガット船のグラブバケットに に軽量でコンパクトである．また容積式ポンプであり， より海面に浮流する油を掴み取る回収作業が行なわれる 呼び水が不要で空運転が可能であるため取扱が簡単であ ことがある．ナホトカ号事故においても多大な成果を挙 る．さらにコンプレッサー等の空気圧または油圧で出力 げていることは既に述べた．したがって，グラブバケッ の調整が可能なため，インバーター等の制御盤が不要で トと同程度以上の油回収率（Oil Recovery Rate：1 時間あ ある．ゴミに対しては渦巻きポンプより若干許容性があ たりの油回収量）を確保する．グラブバケットの容量は， る． クレーン台船で使用されることが多い 4m3 のものを対象 とする．なお,全国に特に多く在船するクレーン台船では ガット船と異なり油を貯蔵できる船倉がない．このため， Oil Flow グラブバケットに比較して 油回収効率（ Oil Recovery Efficiency：回収油水中の油分の比率）が高く，船上の一 時貯油タンクの容量を確保しやすいようにする．これに P Tugboat より，油回収作業の機会を多く得られ，かつ廃油処理費 Crane 用が削減できる． Strage tank 機構としては，高粘度油やごみ混じりの油水で問題に Barge なる管路の詰まりを生じないように工夫する．そのオペ レーションにあたっては，油回収作業の専門家がいない と想定して，取扱い方法が粘度の違いに大きく左右され Fig 5.4 Diagram of arrangement of the equipments and ないものとする．使用方法がすぐに理解でき，通常のク materials on the barge レーン操作で使用できるものを目標とする． - 38 - 5.3 かき寄せバケット式油回収機の開発 34) こうしたグラブバケットを模して余水の低減を図る 油回収の研究として，バケット形状を角型として底面に (1) 油回収機の基本的な構成 細孔をあけ，海面から一時貯蔵タンクまでの操作中にバ グラブバケットによる浮流油の掴み取りによる油回 ケット内部の余水を細孔から排出する方法が提案されて 収が高粘度油の場合に特に効果があるという声について いる 35)が，この方式の場合，油の粘度に合わせて穴の口 検討する．操作性を考えた場合，ポンプや管路のような 径を調整しなければ，クレーンの回頭速度が遅すぎると 詰まりを生じる恐れがある機構が全くないため，高粘度 途中で油が漏れてしまい，早すぎると十分に余水を排出 油やゴミ混じりの沿岸での回収で利点がある．また，浮 できない．本論文では現場作業員の油回収に関するスキ 流油を直接狙って掴み取ることから回収作業がたいへん ルを要求しないことをコンセプトとしているため，ポン わかりやすい．これらの利点を生かすために，機構につ プによる余水排出とし，排出水の色で余水の排出状況を いて 2 つの機能に分化して検討すると,グラブバケット 判断する方法としている．このため，余水の排出ができ は油をかき寄せる動作と貯油する機構が一体となってい た時点でポンプを停止すれば，そのままさらに油水を回 ることがわかる．しかしながらこのために，かき寄せ動 収する作業が続けられる．したがって対象とする油の粘 作は 1 回のみであり，そのたびに台船上の貯油タンクま 度により機器の設定や構造を変える必要がなく，油の粘 で油水を移動する必要がある．また，余水を多く掴み取 度という専門的な知識や判断を必要としない． った場合にもこれを効果的に分離することはできない． このため，かき寄せ動作と貯油の機能を分離した構成に (2) かき寄せバケット式スキマー1 号機 することで，わかりやすい動作と余水の低減を図る機能 2004 年度に開発したかき寄せバケット式スキマー（1 を併せ持つ油回収機を提案する． 号機）を Fig 5.5，5.6 に示す．水槽実験が可能な縮小模 提案する油回収機は，かき寄せ機構を設けて，水面の 型である．原寸は現場で多く使われる 4m3 のグラブバケ 油膜を本体のバケットに引き寄せ，タンク前面の板を越 ットを想定した．このため，グラブバケットの掃海幅 2m 流させ，できるだけ表面の油のみを回収する．油回収作 に対して縮小模型の掃海幅を 0.5m とした．これにとも 業においては，浮遊する油に近づいて，あるいは潮流等 なって，本体各部の寸法も実機のほぼ 4 分の 1 程度にし の流れの下手側で待ち受けて油を回収する場合，水に接 た．Fig 5.8 に示すように，上面が開放された本体のバ している油回収機の本体及び部材が流れを妨げたり乱し ケットの前方に斜板を取り付け，かき寄せ機構が本体に たりするため，回収口前面まで近寄った油が乱れた流れ 向かって油水をかき寄せる仕組みである．この斜板によ により遠ざかる，あるいは油回収機の周辺に逸れてしま って，かき寄せた油水が海面高さより高いバケット口に う現象が起きる．さらに，油回収機に入射した波は当然 誘導されるものとした． ながら油回収機本体に反射されて，浮遊して近づいた油 を推し戻す現象も起きる．流体力学によりこうした油回 収機に特有の本体からの反射波等により油膜が回収口か ら遠ざかってしまう現象を抑止する油回収機の形状等の 設計を行うことはたいへん難しいと考えられるが，かき 寄せ機構はこれを簡単に，強制的に解消するものである． かき寄せ機構を搭載する油回収機は 4 章で述べた本研究 において初めて開発されたと考えられるため，本論文で は「かき寄せバケット式スキマー」と呼称する． 本体のバケットに入った油水は重力分離により下面 に余水が溜まるので，これをダイヤフラムポンプで排出 する．排出水に油分が混じったら，ポンプを停止し，油 回収機を引き上げ，台船上の貯油タンク内に排出する． 排出は油回収水平から傾けて行う．このため手法として は堰式スキマーとなるが，本体に一時貯蔵タンクを持ち， Fig 5.5 Illustration of the bucket oil skimmer with rake 油の移送をポンプ等の管路を用いず，高粘度油及びゴミ model ( I ) による詰まりが起きない構造となっている． - 39 - 3.5m とした.また，浮流油をオイルブームで保持するた め，水槽では約 7cm/s の微速で水流を与えた． 実験は供試油約 0.1kl を水面に散布しこれをオイルブ ームで保持しておき，静穏な場合と波のある場合での各 種データの比較を行った．Table 5.3 に実験の条件を示 す． b) 回収油の計測方法 実験は，貯油タンクの容量がほぼ満たされた状態にな るまで油回収作業を行ない，それまでの時間を計測した． また，油水の回収量の内訳は，貯油タンクの水面高さを ( Floats are attached both side of the skimmer’s frame ) 先に計測し，回収した油水の総量を計算した．次に重力 Fig 5.6 The bucket oil skimmer with rake model ( I ) 分離が行われる十分な時間貯油タンクを静置し，底の余 水を排水して，残った油分面の高さを計測して油分の回 本体の底部に口径 1 インチの排水管を設け，これをダ 収量を計算した． イヤフラムポンプに接続して，底部に溜まる余水を排出 する．排出は余水のため，高粘度油を回収しても実際に c) 管路を通ることはないこと，ポンプは高粘度流体に対応 作業船を転用する場合に使用され，実績をあげている するようせき式ポンプのなかからダイヤフラムポンプを グラブバケットによる油回収能力を同時に実験により評 選択したことから，排水管の口径はポンプに合わせた小 価する．このため，標準的なグラブバケットの 4 分の 1 口径のもので十分と判断した． 模型（Fig 5.7）を製作し，水槽実験を行った．なお，模 グラブバケット模型の製作 バケット内の油水の排出は，貯油タンク上でバケット 型の都合上グラブの開閉はエアシリンダによるものとし を前方に傾けることによって行う．傾ける角度の軽減の た．今回の実験では，現場と同じタイプのクレーン（ジ ため，バケット前面は斜めにカットした形状とした． ブクレーン）が使用できないため，門型クレーンによる 回収作業とした． 本体の水面に対する高さは，Fig 5.9 のように側面 に浮力材を取り付けて調整した．また，駆動はエアシリ グラブバケット模型による実験状況を Fig 5.8 に，か ンダによるものとし，コンプレッサーからのエアホース， き寄せバケット式スキマー模型による実験状況を Fig 信号線，1 インチの排水管が接続された状態で作動する． 5.9 に示す． (3) かき寄せバケット式スキマー（1 号機）の水槽実 験 a) 対象とする油及び波の条件 流出後 24 時間以上経過してエマルジョン化した C 重 油の想定として，含水率約 60%に調整したエマルジョン 化油，比較的早期の回収作業の想定として，C 重油 2 種 類について実験した．粘度は含水率 60%，水温 10℃で約 100,000～110,000mPa・s 程度である．また C 重油の粘度 は水温約 10℃で約 7700mPa・s であった． 波の条件は，水深があまり大きくない沿岸域を想定し， 作業船の作業限界である波高 1m 及びこの波高での波長 25m，また通常想定される波高 0.5m，波長約 13m とした． かき寄せバケットスキマー模型が長さで実機の 4 分の 1 なので，水槽では作業限界の 4 分の 1 の波高 25cm，波長 約 6m を最大とし，通常時の波ありは波高 12.5cm，波長 Fig 5.7 1/4 scale model of the grab bucket - 40 - (a) Grasp the oil / water fluid (b) Scoop up the oil / water fluid (c) Opening the grab on the storage tank (d) The oil / water fluid was recovered in the tank Fig 5.8 The experiment of the grab bucket model (a) Extend the rake forward the oil slick (b) Raking up the oil / water fluid into the tank (c) The oil / water fluid flew into the tank (d) Tipped the bucket and the oil / water fluid was recovered in the storage tank Fig 5.9 Experiment of the bucket oil skimmer with rake model ( I ) - 41 - Table 5.4 Results of the tank test (the grab bucket model ) Table 5.5 Results of the tank test (the bucket oil skimmer with rake model ( I )) Grab bucket model Emulsified Water content Oil condition （%） Viscosity（mPa・s) Wave height （m） Wave condition Period（s） Wavelength （m） primary Water temperature ℃ end Time of recovery s Actions of discharging number of times cm Recovery Fluid hight cm Oily Phase hight Oil Recovery Efficiency % Recovery Fluid Liter Recovered Oily Phase Liter Recovered Water Liter Oil Recovey Rate Liter/h Recovery Fluid Rate Liter/h Bucket oil skimmer with rake model ( I ) Emulsified C Hevy Fuel C heavy Fuel 62 62 100,000 100,000 0.25 0 2 - 6 - 10.7 10.7 1,015 5 19 3 16 252 40 212 141 894 10.6 10.7 895 8 24 5 21 318 66 252 267 1,280 0 0.125 Oil condition 0 1.5 - 3.5 - 10.1 10.2 1,083 10 19 3 14 245 33 212 110 815 Emulsified Emulsified Emulsified C Heavy fuel C Heavy Fuel 0 Wave Condition Water temperature ℃ 10.2 10.4 1,123 10 21 3 14 278 40 239 128 893 Water content （%） Viscosity （mPa・s) Wave height（m） Period（s） 68 64 64 0 0 110,000 110,000 110,000 7,700 7,700 0 0.125 0.125 1.5 1.5 0 - - 0 - primary 10.7 9.8 9.9 10.1 10.4 end 10.8 9.9 10.5 10.1 10.5 2,368 Time of recovery s 3,277 3,525 3,837 3,279 Actions of discharging number of times 3 3 4 5 4 Actions of raking number of times 86 114 109 89 76 Recovery Fluid hight cm 8 9 11.5 12 9.5 Oily Phase hight cm 4.5 5 4.5 2.3 3.3 Oil Recovery Efficiency % 56 56 39 19 35 Recovery Fluid liter 106 119 152 159 126 Recovered Oil Phase liter 60 66 60 30 44 Recovered Water liter 46 53 93 129 82 Oil Recovery Rate liter/h 66 68 56 33 67 Recovery Fluid Rate liter/h 117 122 143 175 192 はっきりした判断が下せない． (4) 実験結果 実験の結果は Table 5.4，5.5 に示す．本論文では油 回収効率（Oil Recovery Efficiency）を(5-1)式，油回収率 (5) かき寄せバケット式スキマー2 号機の製作 (Oil Recovery Rate)を(5-2)式で定義する． a) 1 号機の課題点 ORE=ROP/RF×100（%） ・・・・・・・・・・(5-1) かき寄せバケット式スキマー1 号機の模型は，波によ ORR=ROP/time ・・・・・・・・・・(5-2) る越流を防止するためにバケットの油水取り入れ口を水 面よりも高い位置に設定する必要があった．また，越流 ここで， ORE：Oil Recovery Efficiency, 油回収効率（%） させるためにはかきよせ機構の動作速度を速く設定する ROP：Recovered Oily Phase，回収した油分量（体積また 必要があった．このため，十分なかき寄せ流量の確保が 難しかった． は質量，エマルジョンに含まれる水分を含む） RF：Recovery Fluid，回収油水の量（体積または質量） 波に対しては，上部が開放してあるため，内部の様子 ORR：Oil Recovery Rate，油回収率 が見える利点はあったが，波高が大きい場合，回収動作 time：回収作業時間 に入る前からどんどん越流してバケットが満水となり， Table 5.4，5.5 から，グラブバケットの模型の方が油 これを回復する手段がなかった． 回収率が大きく，波なしのエマルジョン化油の場合では また，油水を貯油タンクへ排出する作業の簡単さとバ グラブバケットの約 267 l/h に対してかき寄せ式バケッ ケット内部の底水と油の分離の促進のために，バケット ト式スキマー模型では約 68 l/h であった．しかしながら 形状を楔形としたが，油水取り入れ口直後に斜面形状の C 重油で波なしの場合はグラブバケットが約 128 l/h に対 壁面ができたため，油塊の先端が壁面に付着し，バケッ してかき寄せ式バケット式スキマーでは約 67 l/h とその ト内への流入の障害となった． 差は小さくなる．油回収効率はグラブバケットが最高で 底水の排出に関しては，ポンプの吸引による吸引口近 約 21%であったのに対してかき寄せ式バケット式スキマ 傍の乱れが大きく，油水の分離に大きな影響を与えてし ーでは最低でも約 19%，最高では 56%となっており，余 まった．このため，十分な底水の排水ができなかった． 水排出機構の効果が出ている． そのほか，バケットの浮体幅が大きく，水面での姿勢 波による回収作業への悪影響については，今回の実験 の安定性を浮体により確保するためには全幅を油水取り では制御側の船にあたる計測台車等は波による揺れを再 入れ口の幅（掃海幅）に対して 2 倍以上の幅を取る必要 現できないため実海域とは異なるが，やはり双方の方式 があった．このため，当該油回収機の 4 倍の掃海幅を想 で認められる．かき寄せバケット式スキマーでは，波が 定している実機では，全幅が 5m を超えるものとなり， 直接バケット内に入り込むため，波高 25cm 時の実験を これを陸送する場合，分解搬送及び現地組み立て方式を 中止した． 検討する必要がある． 対象油の粘度の影響は，グラブバケットの方に明らか また，バケットからの排出方式を，バケット傾け方式 に認められるが，かき寄せ式バケット式スキマーの方は としたことで，バケットを架台上におろしてクレーン操 - 42 - 作により傾ける作業となったが，この場合，クレーン操 水面下として油水の流量を容器内外の水位差で主に決め， 作で慎重な取り扱いが必要となることや，傾け時にクレ これにかき寄せ機構による効果を付加したものとなった． ーン操作を誤るとバケット内の油水が勢いよく流出し， これによりかき寄せ油水量は十分な量を期待できる．た 受け側の貯蔵タンクから外へ飛び出してしまう可能性が だし，かき寄せ動作時にのみ開口する蓋を設けて，余分 あった． な海水の流入を防止した（Fig 5.11 の側面から見た概念 図）．動力はエアシリンダによるものである． b) 油回収手法の変更 通常の堰式スキマーは，スキマー容器内に油水を取り かき寄せバケット式スキマー（1 号機）では十分な油 入れるために容器内の水位をポンプによって下げて吸引 水のかき寄せ量が期待できないため，2 号機ではこの点 する構造となっている．このため，浮流油が十分に厚く を根本的に見直した．ただし油水をかき寄せ機構で強制 集油され，連続的な回収が望まれるような場合には，適 的に回収容器内に導流するコンセプトは同様である． 切な堰の喫水を制御できるならば有効である．しかしな まず，かき寄せ板を枠構造に変更した．第 4 章の浅海 がらわずかな波浪でも回収機との相対的な水位が油層厚 域用高濃度油回収システムでは数万 mPa・s 以上の高粘 を超えてしまうような状況では適切な喫水を制御するこ 度油を対象としたかき寄せ機構はレーキ状として水面の とが困難となるため，余水が多くなってしまう．またス 浮流油のみをかき寄せるものであった．これは高粘度油 キマーに吸引される向きに理想的な流れができなければ， の場合，浮流油は油塊となって容易に拡散せず，かたま 浮流油が連続的に回収されない． りのまま取り扱うことができたことから，水の抵抗の軽 本方式では，浮流油がある場合にのみかき寄せ動作に 減を図るため，レーキ状としたものである．本研究では よって油水取り入れ口が開く仕組みとなっているため， 数百 mPa・s 程度の通常の C 重油も対象としたことから， 上記のような通常の堰式スキマーにまつわる問題点は解 櫛状のレーキでは隙間から抜けてしまうため，従来のレ 消される．クレーンで常時吊り下げられているため，浮 ーキの構造から単純な板に変更して，流動性のある浮流 流油が理想的に連続的な流れを形成できなくても，浮流 油もかき寄せられるようにしたものである．しかしなが 油のある箇所に容易に回収機を移動できる． ら油水取り入れ口下部の回収機本体から反射する流れお よびかき寄せ板の動きによる影響で，かき寄せ板の進行 方向に直行し，外へ向かう方向の流れが生じ，この流れ に乗って逃げてしまう浮流油の割合が多く，効率が悪く なってしまった．このため，2 号機は枠構造とすること で，浮流油は枠外へ逃げにくくなると考えられる（Fig 5.10）． The skimmer body Raking movement Flow along the board Flow reflected by the skimmer body Board type raking device Frame type raking device Fig 5.10 Diagram of the raking device type Fig 5.11 Illustration of the bucket oil skimmer with rake model ( II ) 1 号機は従来からある堰式スキマーの喫水を常時水面 上に置くことで余分な海水の流入を防止し，かきよせに よる堰の越流を利用するものであった．これに対して 2 c) 号機は通常の堰式スキマーと同様に油水取入れ口は常時 1 号機のようにバケットに斜面がある場合，その斜面 - 43 - バケット形状の変更 バケット内の油水は 2 号機と同様に管路を経由せず， に油が付着しやすいことから，バケット内部の斜板を廃 止して，すべて水面に対して垂直な部材とした．また， バケットから貯蔵タンクへ直接排出する方式である．た 底水の吸引によるバケット内部の乱れを防止するため， だし，バケットの底を開閉するようにしてクレーン作業 吸引管の取り付く箇所とバケット容器の間に板を設けて 及び貯蔵タンク周辺で待ち受ける作業員の作業を簡単に 直接的な影響を遮断するとともに，バケット容器内底面 した．バケット底の開閉は模型では手動にしたが，本来 に設けた吸引口を大型にして吸引流速を緩和するととも は自動開閉式が望ましい．これらの一連の動作に関して に吸引管取り付け口までの流路を長く取って乱れの影響 は，グラブバケットと同等の取り扱い性の良さを取り入 を緩和した（Fig 5.11 の上面から見た概念図及び側面か れたいと考えたものである． ら見た概念図）． 底水の排出についてはダイヤフラムポンプにより行 バケット上面には蓋を設け，波の進入を防止した．ま なうが，バケット容量が約 40l に対して，排水ポンプの た，蓋を閉じた状態で底水の吸引ができるように空気抜 流量も約 40l/min となったのでポンプを 1 分間作動させ き穴を設けている． るとバケットが空になる．底水は油回収のためのかき寄 1 号機はバケット本体は浮力材により水面に浮く設計 せを行なうにつれて減少していくため，バケットの様子 として，適切な喫水を浮力材及び錘により調整するもの を見ながら排水に明らかな油分が混じったらバケットを であった．しかしながら，適切な喫水は集油した浮流油 引き上げて貯蔵タンクに油水を排出するという手順とし の油層厚さによって決められるものであるため，現場で た．この底水の排出に関する判断はあいまいな部分を多 は状況により刻々と変化するものである．堰式スキマー く残してしまったが，2005 年度当初の計画では次のよう ではこれを油分の比重を利用して自動的に喫水調整する に仮定していた． ものや超音波式油膜厚センサにより堰の高さを自動的に かき寄せ動作による油水の導流量は，当初の実測によ 上下させる仕組みなどが用いられているが，いずれも油 り 3 回でバケット内が満水となったことから，1 回で約 層厚さがある程度以上薄くなると制御が難しくなる． 13l の油水が導流されると仮定できる．この油水の余水 2 号機ではバケットを水に浮かないものとした．この を 90%と仮定すると，1 回について 12l の余水を排出す ため浮力材を廃止した．これにより本体の外形サイズの れば最も理想的に余水の排出ができる．そのためには約 小型化が図られた．ただし，クレーンのオペレーション 18 秒ポンプを作動させればよいことになる．ところが実 は状況に応じて吊り下げ高さを調整することとなり，グ 際にはかき寄せ動作ごとの油水の導流量は一定でなく， ラブバケットで浮流油を回収する作業時の高さ調整と同 オペレーターが浮流油をうまく取り入れようと微妙な喫 様の運用となった．しかし，上記の喫水調整により油膜 水調整を行ったり，これを失敗したりするたびに変化す 厚に合わせるといった緻密な作業は要求せず，余水の低 ることや，浮流油との遭遇機会を逃さないようにするた 減はもっぱら底水の排水によるものとした．こうした作 めには底水排水を待ちきれないなどの問題があった．こ 業について，オペレーターの疲労を考慮すれば改善すべ れらを総合的に人間が判断して排出調整をすることが作 きではあるが，吊り下げ高さの精度を管理することはク 業上支障になったため，かき寄せ時の油水の導流状況を レーン作業の基本動作であることから，通常の海上工事 みてバケット内の水位から適宜かき寄せ動作の間隔を調 の作業としてみれば問題はない．Fig 5.12 に装置の概観 整する代わりに，底水の排水は基本的に油分が排水に確 を示す． 認されるまで連続で行なうこととした． (6) かき寄せバケット式スキマー（2 号機）の水槽実 験 かき寄せバケット式スキマーの 2 号機は操作方法およ び本体構造を大幅に変更したことから，水槽試験の条件 についても変更した． 2 号機の水槽試験では，回収油水および油分の計測を より確実にするため，散布油量を 1 号機の実験より増や し，ドラム缶約 1 本分（0.18m3）程度の油水を回収した Fig 5.12 Improved bucket oil skimmer with rake model ( II ) らその重量を計測し，静置後，底の余水を排出して油分 d) の重量を計測した．また，実験ケースを増やして，波高 油水の排出方法及びオペレーションの変更 - 44 - の影響と周期（波長）の影響についてより詳細にデータ 油回収率が約 321kg/h ，エマルジョン化油の場合に油回 を取った．水槽にオイルブーム（オイルフェンス）を張 収効率が約 55%，油回収率が約 291kg/h であった． り，0.2 knt の微弱な流れで散布油が上流に拡散しないよ Table 5.7 Results of tank test of the bucket oil skimmer with うに維持した．実験は散布した油をほぼ回収し終えたと rake model ( II ) 3 ころ，あるいは回収した油水の量がおよそ 0.18m に達し Oil Oil Fluid Time of Recover Recovre Wave Wave Recover y Fluid d Oily Recovery Recovery Recovery Oil condition Height Period Rate Rate y Weight Phase Efficiency （m） (s) （%） （kg/h） （kg/h） (min) （kg） Weight （kg） 0 20 119 92 77 276 357 た時点で終了する．回収した油水はドラム缶に移し替え て，その重量を回収した全体の油水量とする．供試油は C 重油およびそのエマルジョンなので油水の重力分離が 19 125 105 84 332 395 速いため，しばらく静置したのち底部にある余水を排出 0.125 0 1.5 30 120 67 56 134 240 して再度重量を計測し，これを回収した油量とした．比 0.125 1.5 29 138 77 56 159 286 0.2 1.8 46 28 17 61 22 37 った．水槽試験の配置等を Fig 5.13 に示す．また，実験 0.2 1.8 37 77 23 30 37 125 ケースについて Table 5.6 に示す． 0.2 2.6 27 128 88 69 196 284 0.2 3.5 24 140 77 55 193 350 0.2 0 0.125 0.125 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 3.5 30 19 27 29 24 30 20 29 20 23 20 175 111 140 136 82 154 67 118 86 134 124 100 71 88 91 38 58 45 65 70 90 97 57 64 63 67 46 38 67 55 81 67 78 200 224 196 188 95 116 135 134 210 235 291 350 351 311 281 205 308 201 244 258 350 372 較対象のグラブバケット模型についても同様に実験を行 Wave generator C Heavy fuel STORMS Oil Slight current Oil boom Measure the Emulsified Storage tank weight 1.5 1.5 1.8 1.8 2.6 2.6 3.5 3.5 4.4 Table 5.8 Results of tank test of the grab bucket model Oil Oil Recovere Wave Wave Time of Recover Recovered Oil condition Height Period Recover y Fluid Oily Phase Recovery Recovery d Fluid Weight Weight（kg） Efficiency Rate Rate y (s) （m） (min) （kg） （%） （kg/h） （kg/h） 0 7 144 41 28 351 1234 Fig 5.13 Arrangements of large tank test Table 5.6 Parameter of the tank test 0 Case Wave Height (m) Wave Length (m) Wave Period (m) C Heavy Fuel Oil Viscosity (mPa・s) 0 ‐ ‐ 0.2 0.125 3.5 1.5 0.3 5 10 15 20 10 15 2 3 4 4 3 C heavy fuel 4 1,300 at 10 (1/s)，10（℃） Emulsified Oil Viscosity(mPa・s) 40,000 at 10 (1/s)，10（℃） Water Temperature (℃） 10～11 Emulsified (7) かき寄せバケット式スキマー2 号機の実験結果 12 128 58 45 290 640 0.125 1.5 5 144 35 24 420 1728 0.125 1.5 4 126 24 19 360 1890 0.2 1.8 9 144 72 50 480 960 0.2 1.8 10 165 79 48 474 990 0.2 2.6 8 197 63 32 473 1478 0.2 2.6 7 141 50 35 429 1209 0.2 0.2 0.3 0.3 0 0 0.125 0.125 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 3.5 3.5 2.6 2.6 7 16 4 11 16 16 10 12 6 5 10 5 11 9 137 127 160 166 142 140 124 155 140 151 198 162 175 136 43 88 58 50 80 75 44 63 29 23 50 32 64 60 31 69 36 30 56 54 35 41 21 15 25 20 37 44 369 330 870 273 300 281 264 315 290 276 300 384 349 400 1174 476 2400 905 533 525 744 775 1400 1812 1188 1944 955 907 1.5 1.5 1.8 1.8 2.6 2.6 3.5 3.5 実海域の波高と波長をおよそ 4 分の 1 に合わせたデー a) タである波高 0.125m のときのデータでは，かき寄せバ 回収能力の評価 ケット式では C 重油の場合に平均で油回収効率が約 56%， 実験の結果を Table 5.7，5.8 に示す．波なしのデー タである波高 0m についてみると，かき寄せバケット式 油回収率が約 147kg/h ，エマルジョン化油の場合に油回 では C 重油の場合に平均で油回収効率が約 81%，油回収 収効率が 65%，油回収率が 192kg/h であった．これに対 率が約 304kg/h ，エマルジョン化油の場合に油回収効率 してグラブバケットでは C 重油の場合に平均で油回収効 が 64%，油回収率が 224kg/h であった．これに対してグ 率が約 22%，油回収率が約 390kg/h，エマルジョン化油 ラブバケットでは C 重油の場合に油回収効率が約 37%， の場合に油回収効率が約 38%，油回収率が約 290kg/h で - 45 - より不都合な流れが生じる． あった． こうした比較からは，波のある通常の作業環境ではグ ・ エアシリンダの容量が小さく，動作が緩慢になり， ラブバケットに比べてかき寄せバケット式は回収効率が 回収作業に悪影響を与えている． 非常に高いが，油回収率がグラブバケットの 38～67%程 ・ 底開式の油水排出で底蓋の構造により油水が飛散し， 度と十分高いとはいえない．しかしながらグラブバケッ 作業性が悪い． トの場合は膨大な余水が発生することとなるため，回収 ・ グラブバケットに対して一動作あたりの掃海面積が 油水を一時的に受け入れる貯蔵タンクの容量が小さい場 小さいため回収能力が低い． このため，3 号機はこれらの点を鑑みつつ，回収能力 合や，このタンクから余水を排出するポンプ流量が小さ い場合などでは途中で作業を中断する必要がある． を高めるための改良を施した． 波高と周期・波長の組み合わせを変えたデータからは， かき寄せバケット式スキマーもグラブバケットも同じ波 b) 実機の大きさの想定とプロトタイプの縮小率 高で周期・波長が長い方が油回収効率が良くなる傾向が 油回収機の改良点は上記を踏まえて以下のとおりで ある．また油回収率も同様の傾向がみられる．両方式と ある．プロトタイプは実機の大きさが理想であるが，水 もに波形勾配が大きい場合に油膜表面を狙いにくくなる 槽実験における制約およびコスト縮減のため，縮小モデ ことから，波長が長い方が回収しやすいものとみられる． ルとしている．なお，縮小率に関しては 4 分の 1 として いるが，油膜厚さなどに関しては粘度の相似をとる事が b) 難しいため，模型実験においても実際と同時状況であり， プロトタイプへ反映すべき観察結果等 プロトタイプを実機サイズとする場合，かき寄せバケ このためかき寄せ機構の設計上，実機は幾何学的相似形 ット式スキマーでは 2 号機の構造をとる場合に，かき寄 にならない．このため Table 5.9 は実寸法の想定との参 せ機構を駆動するエアシリンダがバケット側面に張り出 考的な比較とする．なお，Table 5.9 の本体寸法の長さ しており，全幅に占める割合が比較的大きい．水槽実験 はバケットの長さである．想定する実機は，掃海幅 2m， の結果，エアシリンダの容量が比較的小さく，動作が緩 かき寄せストローク 4m として，プロトモデルは実質的 慢になったことが回収作業に悪影響を与えていると考え に 4 分の 1 の縮尺と考える． Table 5.9 Dimension of the bucket oil skimmer with rake られる． 底開式の油水排出方式は 1 号機のバケット傾け式の油 Ballpark Dimension Sweep Width Height Length （m） Real Size 2.0 2.0 2.4 水排出方式に比べて作業上の安全性と安定性が確保され たが，底蓋は油水吸引口のあるバケット内の水路を含め て全開とすべきであったこと，および油水が排出される Tank Capacity (liter) 4,000 Model II 0.5 0.5 0.6 63 Model III (Prototype) 0.5 0.5 1.2 125 方向を一方向に絞るガイドとなる側板が必要である． また，かき寄せる長さがグラブバケットは 1.25m，か c) 機構上の改良点 き寄せバケット式スキマーが 0.5m で，掃海幅が同じで 機構の改良は以下の点について行った． も掃海面積が一動作あたりグラブバケットの 5 分の 2 と ・エアシリンダ及びスライダーを取り付ける構造材は なっていることから，掃海速度が小さくなってしまう． 油回収作業の邪魔にならないように小型化するとともに， プロトタイプ及び実機においては，この点を考慮して設 不 要 な 部 分 は 肉 抜 き を し て 伴 流 の 発 生 を 防 ぐ （ Fig 計することが必要である． 5.14(a), (b)に見える側面の部材）． ・ (8) かき寄せバケット式スキマーのプロトタイプ（3 駆動用エアシリンダの容量を大きくし，動作が緩慢 になることを防ぐ． 号機）の製作 ・ かき寄せレーキのストロークを 2 号機の 2 倍の 1.0m とする a) 課題のまとめ ・ かき寄せバケット式油回収機模型（2 号機）の課題は， 底蓋はポンプ吸引口を取り付ける槽底部も含めて開 く構造とし，油水の排水方向を 1 方向のみに導く導 以下のようであった． 流板を取り付ける．動力による開閉動作とする（Fig ・ 5.14(C)）． かき寄せ機構を駆動するエアシリンダの張り出しが これらの改良を施した縮小プロトタイプモデルを Fig 大きく，掃海幅の割に全幅が大きい． ・ 側面の駆動機構取り付け構造材が板状のため，波に 5.16 に示す． - 46 - (a) The state of retracting the rake (b) The state of extending the rake (c) The state of opening the bottom hatch (d) The state of opening the inlet hatch Fig 5.14 The bucket oil skimmer with rake down scale model ( III ) いては，性能を推算する場合の縮尺と水槽実験における (9) 実験結果 相似比は異なっており，波に対する条件の波高について a) は，縮小プロトタイプモデルの高さの寸法が実機の 4 分 実験条件 実験は 2005 年度に行った 2 号機と同条件として，手 の 1 であることから 4 分の 1，波長については縮小プロ 順も同様とし行った．ただし，グラブバケット模型の実 トタイプモデルのバケットの長さの寸法が実機の 2 分の 験は行わず，2005 年度のデータと比較した． 1 なので 2 分の 1 としている． 油回収機のオペレーションは，クレーン操作に 1 名， 水槽水の水温は実験期間中ほぼ 10 ℃～ 11 ℃に保たれ 油回収機の制御盤のオペレーションに 1 名，排水ポンプ 3 ていた．使用した供試油は 10℃の粘度を計測すると，C 3 1 名の 3 名で行った．油の散布量は 0.16m から 0.18m 重油はずり速度 10(1/s)において約 3,800mPa・s であった． 程度で，水槽内の流速が約 0.2knt と 2005 年度と同様な C 重油は実験中に波により若干エマルジョン化し，試験 ので，油膜厚さも同条件である．油の分布状況から見て， 終了時には約 9,000mPa・s まで粘度が高くなっていた． 2 拡散面積は 8m 程度とみられることから，油膜厚さは エマルジョン化油は同様に 10℃，ずり速度 10(1/s)におい 2cm 程度と推定される．散布した供試油は，C 重油と C て約 40000mPa・s であった．エマルジョン化油の粘度は 重油に約同量の水をエマルジョン化させたエマルジョン 実験終了時にもずり速度 10（1/s）において同様であった． 化油である． ただし，ずり速度 1（1/s）の場合で比較すると，当初約 145,000mPa・s だったものが実験終了時に約 41,000mPa・ 実験ケースの波と周期の組み合わせは Table 5.10 の とおり実現場の 4 分の 1 を仮定し，2005 年度の実験を踏 s に下がっていた． まえ，実現場での性能の比較のために必要な数に絞って な お ， 2005 年 度 の 実 験 で は ， C 重 油 の 粘 度 は 約 いる．なお，2006 年度版の縮小プロトタイプモデルにつ 1,300mPa・s（ずり速度 10（1/ｓ））程度で 2006 年度より - 47 - も低かった．また，エマルジョン化油は同様に約 40,000 mPa・s（ずり速度 10（1/s））で行われた．したがって 2006 年度は C 重油の粘度が 2005 年度の実験に比べ高粘度で あった．これらを Table 5.11 にまとめて示す．また，実 験の状況を Fig 5.15～5.18 に示す． Table 5.10 Test Case Tank Basin Equivalent to the coast Wave Height Wave Length Wave Period Wave Height Wave Length (m) 0 (m) － (s) － (m) － (m) － 0.125 3.5 1.5 0.5 7 0.2 10 2.6 0.8 20 Fig 5.17 Recovery action (Raking, the hatch opens, the fluid flows into the tank) Table 5.11 Parameter of the tank test Wave Height (m) 0 Case 0.125 Wave Length (m) Wave Period (m) C Heavy Fuel Oil Viscosity (mPa・s) at 10 (1/s)，10(℃) Emulsified Oil Viscosity (mPa・s) at 10 (1/s)，10(℃) Water Temperature (℃) ‐ ‐ 3.5 1.5 0.2 10 2.6 1,300 (Grab Bucket) 3,800 (Skimmer Developed) 40,000 (both Grab Bucket and Skimmer Developed) 10～11 Fig 5.18 Test oil (emulsified) b) データ解析結果と考察 かき寄せバケット式スキマー縮小プロトタイプモデ ルによる水槽実験結果を Table 5.12 に示す．また，Table 5.13 に 2005 年度に行ったグラブバケット模型によるデ ータを抜粋し再掲する． Table 5.12 Results of the tank test of the bucket oil skimmer with rake down scale model ( III ) Fig 5.15 Preparation of the tank test (feeding the oil) Oil Recovery Recovere Oil Recovere Wave Wave Time of d Oily Recovery Recover d Fluid Fluid Oil Height Period Recovery Phase Efficienc y Rate Weight Rate condition (m) (s) (min) (kg) (kg) (%) (kg/h) (kg/h) C heavy fuel Emulsified Fig 5.16 Hang the skimmer on the oil slick - 48 - 0 - 14 151 101 66 432 647 0 - 17 170 156 91 550 600 0.125 1.5 22 131 68 51 185 357 0.125 1.5 20 195 111 56 333 585 0.2 2.6 13 114 85 74 392 526 0.2 2.6 11 121 86 71 469 660 0 - 25 166 125 75 300 398 0.125 1.5 18 122 96 78 320 406 0.125 1.5 13 99 80 80 369 456 0.2 2.6 14 123 72 58 308 527 Table 5.13 Results of the tank test of grab bucket model の時間当たり回収油水量がかき寄せバケット式スキマー (extract from Table 5.8) Emulsifi ed Recovery Recovered Oil Recovery Fluid Oily Phase Efficiency Weight Weight Oil Recovery Rate Recovered Fluid Rate (s) (min) （kg） （kg） (%) （kg/h） （kg/h） 0 - 7 144 41 28 351 1234 0 - 12 128 58 45 290 640 0.125 1.5 5 144 35 24 420 1728 0.125 1.5 4 126 24 19 360 1890 0.125 2.6 8 197 63 32 473 1478 0.2 2.6 7 141 50 35 429 1209 0 - 16 142 80 56 300 533 100 90 Oil Recovery Efficiency（％） Wave Period Wave Height Oil condition (m) C heavy fuel に対してグラブバケットが顕著に多いことがわかる． Time of Recover y 80 70 60 50 40 30 Skimmer Developed/Heavy Fuel Oil Skimmer Developed/Emulsion Grab Bucket/Heavy Fuel Oil Grab Bucket/Emulsion 20 0 - 16 140 75 54 281 525 10 0.125 1.5 10 124 44 35 264 744 0 0.125 1.5 12 155 63 41 315 775 0.2 2.6 10 198 50 25 300 1188 0.2 2.6 5 162 32 20 384 1944 0 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 Wave Height（ｍ） 0.15 0.175 0.2 Fig 5.20 Comparison of the Oil Recovery Efficiency ① 油回収率，油回収効率・時間あたり回収油水量の比 2000 較 Developed Skimmer / Heavy Fuel Oil Developed Oil Skimmer / Emulsion Grab Bucket / Heavy Fuel Oil Grab Bucket / Emulsion Recovered Fluid Rate（ｋｇ/ｈ） 1800 Table 5.12，5.13 の比較から，かき寄せバケット式ス キマーは比較的粘度の低い C 重油，非常に粘度の高いエ マルジョン化油の双方ともに，ほぼ同じ大きさのグラブ バケット模型と油回収率は同等で，かつ，油回収効率が 1600 1400 1200 1000 800 600 400 良いことがわかる．平均で比較すると，時間当たりに換 200 0 算した油回収率は同等の 366 kg/h，油回収効率は約 2 倍 0 の 70%となっており，総合的に見て，グラブバケットよ 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 Wave Height（m） 0.15 0.175 0.2 りも成績が良い． Fig 5.21 Comparison of the Recovered Fluid Rate ② 波浪下の比較 Fig 5.19～5.21 に波高ごとの比較を示す． ③ 実機の性能の推算 実機では掃海面積が双方とも 16 倍となり，油膜厚さ Fig 5.19 を見ると，波高によるばらつきはグラブバケ ットの方が小さい．また，グラブバケットはエマルジョ は相似比を取らないので，水槽実験と同じと仮定すると， ン化油よりもＣ重油の方が各波高において油回収効率が 動作速度のファクターを無視すれば，性能は模型実験の 高い傾向が見えるが，かき寄せバケット式スキマーは明 16 倍と考えられ，Table 5.14 のように推算できる．ただ 確ではない． し，Table 5.14 の値は波高の影響を無視して平均してい る． Oil Recovery Rate（ｋｇ/ｈ） 600 本推算によれば，かき寄せバケット式スキマーの油回 500 収率は約 5.9t/h，油回収効率は約 70%である．グラブバ 400 ケットの油回収率は約 5.7t/h，油回収効率は約 34%であ 300 る．これらの数値を比較すれば，かき寄せバケット式ス 200 キマーならば 1 日 6 時間の稼動で約 35t（ドラム缶約 176 Skimmer Developed/Heavy Fuel Oil Skimmer Developed/ Emulsion Grab Bucket / heavy Fuel Oil Grab Bucket / Emulsion 100 0 0 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 Wave Height (m） 本分）の油が回収でき，準備すべき貯油タンク容量は約 0.15 0.175 50t（ドラム缶約 251 本分）である．これに対してグラブ 0.2 バケットの場合，1 日 6 時間の稼動で約 34t（ドラム缶約 171 本分）の油が回収できるが，準備すべき貯油タンク Fig 5.19 Comparison of the Oil Recovery Rate は約 99ｔ（ドラム缶約 497 本分）もの容量になる． Fig 5.20 を見ると，各波高においてかき寄せバケット これらから，開発したかき寄せバケット式スキマーは 式スキマーの油回収効率がグラブバケットより優れてい グラブバケットと同等の油回収率で，かつ，余水が半分 ることが明かである．Fig 5.21 を見ると，波がある場合 の量に抑えられる高い油回収効率を持ったものとなり， - 49 - 当初の開発目標の能力を達成した．また，油の粘度の影 り，他の形式ではこうした範囲で機能するものは少ない 響も少ないといえる． ことがわかる．また，ゴミに強く，油回収率，油回収効 Table 5.14 Estimation of the capacity about oil recovery in 率で同程度以上の能力を持つことがわかる．このため， real size oil skimmer and the grab bucket かき寄せバケット式スキマーはゴミや波の影響も含めて Capacity Model (1/4 scale) Type Oil Type 577 446 324 73 7131 5188 73 523 366 70 8361 5853 70 C Heavy Fuel Oil 1160 410 35 18560 6553 35 ④ Emulsified Average 68 9236 Oil Oil Recovery Recovery Rate Efficiency kg/h % Bucket Oil C Heavy Fuel Oil Skimmer Emulsified with Rake Average Grab Bucket 394 運用性が他の回収機に比べて高く，油回収効率が比較的 Real size Fluid Oil Oil Fluid Recovery Recovery Recovery Recovery Rate Rate Efficiency Rate kg/h kg/h % kg/h 6296 高く，油回収率は機器の大きさに対して通常の能力を持 つといえよう． 68 903 301 33 14444 4821 33 1035 355 34 16560 5687 34 5.4 (1) 自動展張式オイルブームのコンセプト 他の形式の油回収機との比較 a) Table 5.15 に他の形式の油回収機との比較を示す．表 は文献 27),36) 集油装置の開発 台船に簡単に取り付けられる集油ブーム 海洋工事においては若干のオイルブームを準備する から作成したものである．対象油の粘度は， ことが多いが，これは作業船等からの油漏れを防ぐため low を数百 mPa・s 程度以下，med.を 2,000mPa・s 程度 のコンテインメントブームである．これに対して，油回 の重油，high を 20,000mPa・s 程度の C 重油およびエマ 収作業においては，他方から侵入する油を防御し，浮流 ルジョン化油，very high をそれ以上の高粘度なエマルジ 油を集め回収しやすくするオイルブームが必要となる． ョンとして判断した．油回収率は，大形船舶で使用する USCG（米国沿岸警備隊）が準備しているアウトリガ ことにより，大形化及びポンプ能力を拡張でき，数百 ータイプの集油装置（Fig 5.22，USCG インターネット 3 m /h 以上の能力が発揮されるものを high とした．油回収 ホームページより引用）に対して本研究開発においては 効率は high を 90%以上，med.を 70%程度，low は 50%よ 曳航ブイ式を基本としたシステムを開発する．アウトリ り少ないものとして表記した．波による影響で大きく油 ガータイプは取り付けられる船舶の形状に若干の制限が 回収効率が下がるものは静水面で高いものでも low とし あるが，本方式の場合はワイヤロープを取り付けるだけ た． であるためこの制限がより少ないと考えられる．また， Table 5.15 Estimation of the capacity about oil recovery in 後述するジェット水による浮流油の導流延長効果により real size oil skimmer and the grab bucket Skimmer type Oil Type (viscosity) 実際のオイルブーム長さに比べて集油範囲を広く取れる． Oil Oil Effect Effect Need of Recovery Recovery of of training Rate Efficiency Debris Wave 1.Wier low 2.Fixed low-med. submersion plane 3.Suction low-high high low high high yes high low high med. simple high low high high yes 4.Cylone low-high high low high high yes 5.Rope mop med.-high med. med. low med. simple 6.Drum low-high med. high med. med. simple 7.Disk med. med. high high med. simple 8.Belt, brush med.-very high med. med. med. med. yes 9.Grab bucket med.-very high med. low low med. no 10.Complex low.-very high vary vary med. vary yes 11.Bucket oil skimmer with the med.-very high med. rake med. low med. no Fig 5.22 Collecting boom (outrigger type ; USCG ) 一般的に油回収機は程度の差はあるが，使用するため の訓練が必要である．開発した油回収機は運用試験で検 証したとおり，訓練が必要ないと考えられる．また，想 b) 定する対象油は主に重油以上の粘度の油であるため，粘 本体は自動展張ブイ，オイルブーム，ジェット水噴射 度の範囲は 2,000mPa・s 程度以上の広範囲であるが，水 装置，展張用ワイヤロープで構成されている．自動展張 槽試験での検証と構造上から十分その範囲を満たしてお ブイを先頭にしてブイの後部にオイルブームが連結され - 50 - 基本的な構成 ている．その末尾は船舶に取り付けられる．自動展張ブ 側の間に水面流が自由に出入りできない境界面を形成す イ上にジェット水噴射装置が取り付けられ，自動展張ブ ると考えられる．このため，オイルブームと同様に海面 イの前方に向かってジェット水を噴射し，浮流油を導流 を仕切る壁の効果を得られると考えられる． する．自動展張ブイは斜め前方と真横にワイヤロープが 張られ，主に斜め前方のワイヤロープにより位置の制御 d) を行う（Fig 5.23）． 模型は，連結するオイルブームを A 型とし，実機では Water Jet 模型の製作 C 型以上とする．A 型と C 型の実際の寸法差は水面下の Rudder Force to Outside スカート部で A 型が 30cm 以上に対して C 型は 70cm で， Current Rip 寸法の縮尺は 3/7 である．オイルブームの展張形状はブ ーム材の弾性等に影響されると考えられるが，水流から Oil Boom (A type) Current 受ける力はスカート部の挙動を支配すると考えられるの で，これを代表値とした．なお，オイルブームの規格は Wire Rope Anchor Water Pump (High Pressure) Water Hose Table 5.16 のとおりである． Wire Rope Anchor 実機のオイルブームの開口部を約 8m，オイルブーム 全長を約 20m，GAP RATIO 0.4 程度とすると，C 型のオ Crane Barge イルブームでは相対流速が 1knt で，Fig 5.24 から発生 Fig 5.23 Diagram of the Buoy System to Deploy Oil Boom する引っ張り力は 350 ポンド，160kgf 程度である．なお， Automatically GAP RATIO とはオイルブームを展張したときの開口部 の幅をオイルブームの長さで除したものである．模型で c) はこれらを約 7 分の 3 に縮小し，開口幅約 3.5m～4m， 各部の役割 オイルブーム全長約 10m （完全に水没しない部分を含む） ① とした．引っ張り力は両端合計で 1knt では約 50～80kgf 自動展張ブイ 自動展張ブイは推進動力を持たないで，その場の潮流 になる . 自動展張ブイの役目はこのオイルブームを船舶 あるいは船速による相対流速で流されるものである．固 から遠ざかる向きに引っ張ることとジェット水噴射装置 定舵をブイ下面に備え，これにより船舶から遠ざかる向 を搭載することである．オイルブームを船舶側に引き戻 きに流れる．このため，船の前方から後方に流されるこ す力は自動展張ブイを斜めに引っ張るワイヤロープの分 とを防止するワイヤを張る．舷側から離れる向きに常に 力として発生するのでこれに釣合うような力を発生でき 流れることによって連結されたオイルブームが展張され るように自動展張ブイおよび舵を大概設計した． る． これらから，模型の各部の主な仕様は次の通りである． Fig 5.25 にその概要を示す． ② オイルブーム 浮流油を集め，回収しやすいように油膜厚さを大きく ・ オイルブーム：A 型，全長 10m ・ 自動展張ブイ：固定舵の中心線に対する最大角度を 30 度として，これに 1knt（0.5m/s）の流速が作用す する効果を持つ． ると， ③ 0.5m/s×0.4m×1.0m×sin30 ジェット水噴射装置 ×cos30×1t/m3＝0.087t/s＞80kg/s である． ジェット水を曳航ブイ上から前方海面上に噴射し，浮 流油をオイルブーム内に導流する．これにより実効上の ・ ジェット水噴射装置：ノズル 5 連式，高圧水ポンプ． Table 5.16 Standard of Oil Boom in Japan オイルブーム長さは最大でジェット水の着水面まで延長 される． Type Minimum height Minimum length on water surface under water surface 20 cm 30 cm ジェット水による集油装置は，国土交通省中部地方整 A 備局が平成 18 年度から旧清龍丸に替えて運航している B 30 cm 40 cm ドラグサクション兼油回収船｢清龍丸｣に世界で初めて搭 C 45 cm 60-70 cm * 載されたものである 37)．ジェット水をある線上に噴射す D 60-80 cm * 80-100 cm * ることで海面に流れ，水頭差，乱れを持つ水面が形成さ *Only A and B type are standardized in the law, C and D are れる．この水面は，ジェット水が着水した線の内側と外 generally products data. - 51 - 通常回収時最低流速 0.5knt（0.25m/s） 対象油：大型船の燃料油である C 重油及びエマルジ ・ ョン 実験ケースとしては，模型の縮尺が 3/7 程度になるこ 3000 とから，ブイの安定性に影響する波高は 2 分の 1 とし， 造波機の能力から以下の条件とした． 最大波高：0.5m，周期 2 秒（造波機の能力限界から） ・ 2000 ・ 通常時波高：0.25m，波長 6m，周期 2 秒 ・ 流速：0.5～2.0knt (0.25m/s～1.0m/s) ・ 計測項目：曳航体前方張力 F，側方張力 S，オイル ブーム末端張力 R（Fig 5.26 参照）および挙動を動 画で記録． 1.0 ノット knt F GAP RATIO = BARRIER GAP OPENING ／ BARRIER LENGTH Reference ;“World Catalog of Oil Spill Response Products sixth edition” BOOMS 1-13 DRAG FORCE ON OPEN R WATERBOOMS S Fig 5.24 Drag force on open water booms Fig 5.26 Measurement of the rope tension b) Fig 5.25 Illustration of the Buoy System to Deploy Oil 水槽実験 実験の目的は，自動展張ブイが安定的にオイルブーム Boom Automatically model ( I ) を船側から遠ざかる方向へ曳航すること，自動展張ブイ 本体の安定性，ジェット水の浮流油導流効果を観察する (2) 模型（1 号機）による水槽実験 39) ことにある．このため，若干の試行錯誤の後，安定な状 況でこれらの集油機構を支持するロープの張力を計測し a) た（Fig 5.28）． 実験条件の設定 水槽実験は，当所の油回収実海域再現水槽（STORMS） 自動展張ブイは流速が低い状態ではオイルブームの で C 重油を用いて行った．回収作業時の現地状況を再現 影響を受けて不安定であるが，ある程度の流速が与えら するために，以下の条件を設定した． れると安定する．しかしながら，舵角度（Fig 5.27）が 現地の回収条件は以下のとおり． 大きいと流速が上がるにつれて船舶側に傾き転覆の恐れ ・ 最大波高：作業限界 H＝1m が出た．このため，流速が早い状況では舵角度を浅めに ・ 通常時波高：0.1～0.5m（波長は波高 0.5m で 13m 程 とってワイヤロープ張力の計測を行った．なお，波に対 度） しては自動展張ブイの安定性が損なわれることはなかっ 船速（相対流速）： た．ワイヤロープの張力は波の影響が大きく，最大時に 回収時最大：2knt（1m/s） 測定器の限界 50kgf を越えた． ・ - 52 - Table 5.17 Results of tank test of the buoy system model (I) Rudder angle (degree) 20 Rudder Angle Fig 5.27 Rudder and setting angle 10 5 Fig 5.28 Tow the oil boom to outside c) 実験結果 Wave height (m) Current (knt) 0.5 Wave period (s) velocity (m/s) 0.25 Water jet pump (kHz) 2.8 F 1.5 S 2.1 R 4.9 F+R 20.4 F 0.25 3.5 S 2 8 R 28.4 F+R 6.5 F 1 S 3 R 30 9.5 F+R 11 F 1 S 3 R 60 14 F+R F S R F+R F 0.25 S 2 R F+R F 0.25 S 2 R F+R F 0.25 S 2 R 30 F+R F 0.25 S 2 R 60 F+R F 0.25 S 2 R 30 F+R F 0.5 S 2 R 30 F+R 1 1.5 2 0.5 0.75 1 16.7 10.5 6.2 22.9 32.5 16.5 6.8 39.3 16 9.2 4.5 20.5 18 7.5 9 27 25.3 10.5 12.5 37.8 26 15.5 13 39 33 22.5 15 48 35 25.5 15 50 28 20 15.5 43.5 32.5 21.5 16.5 49 45 15 20.5 65.5 50 21 35 85 実験結果は Table 5.17 に示す．曳航体がオイルブー ムを曳航する挙動（Fig 5.28）に関しては，流速が 0.5knt では舵（Fig 5.29）を 20 度にした状態でも横方向の張力 が 1～1.5kgf 程度であり，あまり強力な曳航力が得られ ていない．波のある状況では若干張力が増加するがこれ は波による周期的なものであり，計測は最大値を読み取 っているので曳航に対する安定性には寄与していない． 流速が 1knt を越えると横方向の張力は大きくなり，舵 の角度 20 度では曳航体のローリングが大きくなる． 1.5knt 時と 1knt 時の横方向の張力が同じ程度で，1.5knt ではローリングが大きくなりすぎ，転覆の心配が出たた め，舵角度を 1.5knt では 10 度に設定しなおした． Fig 5.29 Fixed rudder plate of the buoy 流速 1.5knt においては舵を 10 度に設定したものを見 流速が 2knt での実験は本模型のほぼ限界の挙動を示し ると横方向張力が 15kgf ほど生じており，1knt 時の挙動 た．舵を 5 度として曳航体のローリングを抑えているが， から見ると舵角度はもう少し小さくても曳航能力の問題 舵にかかる力によりブイ本体は大きく傾いた．舵面積の は生じない． 縮小等の対策が必要である． - 53 - 波の影響を見ると，曳航体を後方に引っ張る張力に大 かった．このため，曳航索にかかる張力は波力の影響を きく表れている．曳航体の受ける波力は大きく，これが 考慮したもので設計する必要がある．また，自動展張ブ 張力の最大値を高くしている．波高 25cm の影響は力で 6 イの向きによって曳航方向に影響が出ることから，本体 ～7kgf 程度とみられるが，これは試算値と流速 2knt 時の が流れに対して常に平行になるような工夫が必要である． 張力の合計からも符合している． ジェット水の効果に関しては，浮流油の導流効果を観 b) ジェット水噴射装置 察したところ，波高 0.25m においてもその効果が十分に ジェット水噴射装置についてはその効果を確認する 認められた（Fig 5.30）．ジェット水の向きは曳航体中心 にとどまったが，適正な仕様を決めるためには，流量と 線の延長上前方 3m 程度の間を 5 本のノズルを並べて噴 流速について効果の現れる限界値を知る必要がある．ま 射している．曳航体の動きにより着水点はかなり変化す た，噴射する水の流速と流量のどちらがより大きな効果 るが，効果は持続した．この現象について詳細な分析は を担っているか検証する必要がある．その他，給水ホー 行われていないが，観察したところによると，着水点の スの取りまわしは実機においては工夫が必要である． 水表面に大きな乱れが発生しており，水表面の自由な流 2004 年度は拡散性の高い C 重油を用いたが，水表面の れを阻害している．また，着水点からは供給された水流 乱れが導流効果を生んでいると仮定すると，慣性力が大 により，外へ向かう表面の流れができる．こうしたこと きな油の塊を作りやすい高粘度油に対する効果の確認も が浮流油の流れる方向に影響を与え，導流の効果が表れ 必要である． ていると推測される． なお，1 号器で使用した A 型のオイルブームでは， c) 曳航するオイルブームの滞油性 1 号器模型に使用した A 型のオイルブームは 1knt 程度 流速 1knt からはほとんど浮流油を保持することができ なくなり，後方へ抜け出てしまった． の流速で滞油性能をほぼ失ってしまった．通常のオイル ブームでは 1knt 程度が滞油性の限界であるといわれて おり 18)，実際の現場ではこの点が最も問題となりやすい． 水中のスカート部の水深を深くし，アンカーチェーンの 重量を増すことによって改善すると見られるが，その分 浮体も大型化する．なお，滞油性能に関する流速はスカ ート部に対して直角方向の成分であり，今回提案する方 式では GAP RATIO を 0.4 程度としているため，問題とな るのはオイルブーム最深部の個所である． d) 自動展張式オイルブームの自動展張ブイの形式 の変更 2 号器として 2005 年度には主に船体のローリングを抑 Fig 5.30 Oil gathering by water jet stream え，十分な展張力を確保するために，船体の形式を変更 することとした．ローリングを抑える手法としては，舵 (3) 問題点の抽出と改良 の効きすぎの抑制をアクティブに行うか，復元力を大き a) くしてロール角を抑え込んでしまうかの 2 通りがあると 自動展張ブイ 考えた． 自動展張ブイの持つオイルブームの展張能力（オイル ブームを船舶から遠ざける方向に曳航する力）は舵角と アクティブ制御を行うにあたっては，設定を失敗する 流速で調整可能であることがわかったが，流速が遅いと と振動で共振する可能性もあり，また，各種センサの搭 展張能力が不足気味であり，また，流速が早いと，舵角 載，駆動力の付加が必要になる可能性もある．このため， を小さくしても自動展張ブイの安定性に問題が起きる． 単純な手法として船体形状の変更による復元力の増大を このため，舵角だけでは自動展張ブイの安定性を十分に 図ることとした． 2 号器は船体を双胴型とするとともに，船体幅を 1 号 制御できない．また，流速が変化する場合，舵角を固定 器の 0.7m から 1.2m に拡大した．舵は中央の浮力材のな した状態で安定性を得ることは難しい． い箇所に置いた．双胴部は実機では中央にスライドさせ 自動展張ブイは波力の影響をかなり受けることもわ - 54 - れば十分搬送できる大きさまで縮小できるので取り扱い ② 曳航体の支持ロープおよびオイルブームの支 性がよい．また，舵（フラップ）面積の増大によりより 持ロープの張力 大きな曳航力を得られるようにした（Fig 5.31）． ③ 曳航体のピッチおよびロール角度 ①については，画像センサにより自動計測した．画像 センサは曳航体を色と形状により認識し，自動的にその 座標を解析，記録するもので，KEYENCE 製高速デジタ 1.20 ル画像センサ CV-3500 による．座標値は画像センサによ り撮影された画面内に設定される相対的な数値である． なお，画像センサに取り込むデータ取得用カメラは水面 を真上から撮影できるように水槽上面天井部に取り付け 1 秒間に 2 回（2Hz）のデータ取得である． 0.30 0.60 た（Fig 5.32）．ただし，画像センサは解析速度が遅く， ②については，支持ロープに直接張力計を取りつけ， 計測した． Fig 5.31 Illustration of the Buoy System to Deploy Oil ③については傾斜計によるデータ計測を行った．デー Boom Automatically model ( II ) タの取得周期を 10Hz とし，210 秒間計測して比較した． これらの配置を Fig 5.33 に示す． (4) 水槽実験（2 号機） a) 実験ケース 1 号器を用いた実験から，固定舵（フラップ）角度を ある程度大きくしなければ流速が小さい場合に十分な曳 航力が得られないため，角度を 1 号器の実験の最大値の 20 度に設定し，この状況で流速が速い場合の曳航体の安 定性等について計測した． また，波の影響を見るために，波高を最大 50cm まで 設定して実験した．ただし造波機の性能の限界から，周 期は 2 秒（波長約 6ｍ）に固定し，波による振動モード Fig 5.32 Image sensor ( KEYENCE CV-3500) captures position of the buoy の影響はみなかった． これらから実験ケースは Table 5.18 のように設定し た． Table 5.18 Test Case 0.25m/s (0.5knt) Current velocity Wave height (m) 0 Wave height (m) 0 0.15 0 0.15 0.4 - 0.25 0.4 傾斜計 clinometer - 0.25 0.4 - 張力計 tension meter 1.0m/s (2.0knt) Current velocity Wave height (m) 0.25 0.75m/s (1.5knt) Current velocity Wave height (m) 0.15 0.5m/s (1.0knt) Current velocity 0 0.15 0.25 0.4 0.5 Wave period 2s 水 流 ・波 waves, currents b) 計測項目 計測項目は以下のとおりである． Fig 5.33 Arrangement of the sensors ① 曳航体の水面上の位置座標 - 55 - c) がある．波の影響を受けている波高 0.25m のほうが安定 実験の結果 実験の結果，Fig 5.34 のとおり自動展張ブイの安定性 している．また，流速 1.0m/s では不安定な動きが現れる は十分確保されていることが分かった．波高 0cm，流速 が，台船（船体）側から離れた位置を維持し続けており， 1.5knt では，Fig 5.34 のとおりピッチングもローリング 流速から十分な曳航力を引き出せていることがわかる． も低い値に抑えられている．Fig 5.35 の波高 25cm，流 実験の観察からは，自動展張ブイの先端部が台船（船 速 1.5knt では波によるものとみられるピッチングへの影 体）側に向く現象がときおり観察されており，この影響 響がローリングへの影響よりも多く出ているが，値は低 で台船（船体）側に向かって自動展張ブイが移動を始め く抑えられており，転覆等の可能性はない． る．波があると先端部が再び外側に向きなおすため，台 Fig 5.36 の波高 40cm，流速 2.0knt では，ピッチング 船（船体）側へ向かう動きが解消される．自動展張ブイ が傾斜計の計測測定限界を越えたデータもあるが，すぐ の先端の向きが台船（船体）側へ向く動きを抑制するた に復帰しており，これも転覆等の心配はない．ローリン めには，曳航ワイヤの取り付け位置の変更などの改良が グは低い値に抑えられており，たいへんに安定している． 必要である．また，Fig 5.37，5.38 からも明らかな通り， 次に，自動展張ブイがオイルブームを安定して展張で 流速が低い場合の展帳力をもう少し強く設定する必要が ある． きるかどうかについて，画像センサによる位置データを Fig 5.37， 5.38 に示す．流速が 0.75m/s のときが最も安 そのほかに，水槽に自動展張ブイを設置あるいは撤去 定して位置を保っている．しかしながら流速 0.25m/s お する際の玉がけと玉はずしに実験作業員が苦労をしたこ よび 0.5m/s のときは明らかに周期的に台船（船体）側へ とから，これを簡単にできる方法（治具等）を検討する 戻ってくるような動きをしており，これを抑制する必要 ことが望ましい． H : 0ｃｍ，V : 1.5ｋｎｔ 20 ＰＩＴＣＨ (degree) 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 time H : 0ｃｍ，V : 1.5ｋｎｔ 20 ＲＯＬＬ (degree) 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 time Fig 5.34 Pitching and rolling behavior of the buoy(wave height : 0cm，current velocity : 0.75 m/s） - 56 - H : 25ｃｍ，V : 1.5ｋｎｔ 20 ＲＯＬＬ (degree) 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 time Fig 5.35 Pitching and rolling behavior of the buoy (wave height : 25cm，current velocity : 0.75 m/s） H : 40ｃｍ，V : 2.0ｋｎｔ 20 ＰＩＴＣＨ (degree) 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 time H : 40ｃｍ，V : 2.0ｋｎｔ 20 ＲＯＬＬ (degree) 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 time Fig 5.36 Pitching and rolling behavior of the buoy (wave height : 40cm，current velocity : 1.0 m/s） ｘ H:0m Barge 0.25m/s 0.5m/s 0.75m/s 1.0m/s 1200 1100 1000 900 800 700 600 x current 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Time［ｓ］ Fig 5.37 Current velocity and positioning of the buoy from the barge ( wave height 0m） - 57 - H : 0.25 m ｘ 0.25m/s 1200 1100 1000 900 800 700 600 0 10 20 30 0.5m/s 40 50 60 0.75m/s 70 80 90 100 1.0m/s 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Time［ｓ］ Fig 5.38 Current velocity and positioning of the buoy from the barge ( wave height 0.25m） (5) 自動展張式オイルブーム（2 号機）の課題とプロ これらを元に翼寸法を算出している． オイルブームに発生する力 Fo をある定数 K を用いて トタイプモデルの製作 表すこととすると，オイルブームが発生する力 F はオイ a) 課題 ルブーム長さとスカート深さに比例するので， 2005 年度に提案した自動展張式オイルブーム 2 号器の 2 号器本体にかかる力：F02=0.3×10×K＝3K 課題は，以下のようであった． このときの翼面積 A02：0.3×1.5＝0.45（ m2） ・ 船体側へ戻ってくるような動きを抑制する工夫が必 縮小プロトタイプは， 要である． 縮小プロトタイプ本体にかかる力：F03=0.4×20K＝8K 流速が低い場合の展張力をもう少し強く設定する必 ここで，翼面積は A03=8K/3K×A02≧8/3 ・ したがって，縮小プロトタイプの翼面積 A03 としては， 要がある． ・ プロトタイプモデルとして，クレーンにより水面に 0.45×8/3 ＝1.2m2 を確保すればよい．そこで，縮小プロ 設置あるいは撤去する際の玉がけに関して便利な手 トタイプでは翼高さ 0.6m，長さ 2.2m とした． A03＝0.6×2.2＝1.32（m2）＞1.2（m2） 法を検討する必要がある． ・ プロトタイプモデルとして，台船への衝突時のショ また，実機の場合の翼面積を同様に算定すると，実機 では C 型オイルブームを曳航するので，スカート深さは ックを吸収する部材を追加すべきである． 0.7ｍ，オイルブーム長さを 20m とすると， b) 実機にかかる力：Fr＝0.7×20K＝14K 改良 2006 年度は，プロトタイプモデルとして海上での使用 よって，翼の面積は， を想定した仕様としている．ただし，予算上，模型製作 Ar＝0.45×（14／3）＝2.1（m2） コストを縮減する必要があり，2 号器の仕様である A 型 から，2.1m2 以上必要となる． オイルブームより大きな B 型オイルブームを曳航できる その他の部分の大きさについてはこの翼の寸法か 大きさにとどまった．このため縮小プロトタイプと呼ぶ． ら設定した．また，想定する実機はさらに大型になるた また，曳航するオイルブームの取り付け点をブイの中 め，トラックの荷台寸法を鑑みて，設定するものである． 心軸から偏らせることで，船側に寄ってくるような不安 Table 5.19 にこれらの外形寸法を示す． Table 5.19 Dimension of the Buoy System to Deploy Oil 定な動きを防止することとした． Boom Automatically 自動展張ブイの本体の形状については，2 号器の双胴 船形を踏襲し，本体の大きさと翼の面積の算定を行った． Float 特に翼の面積が重要であり，以下にその算定方法を示す． 2 号器では A 型オイルブームなので，スカート深さ 0.3m，水槽実験様なのでオイルブーム長さを 10m とした． Dimension（m） Developed buoy model ( I ) Developed buoy model ( II ) Prototype down scale model ( III ) Estimated real size buoy width height length 0.70 0.30 1.50 1.20 0.30 1.50 1.90 0.45 2.20 1.90 0.60 2.80 Rudder height 0.40 0.30 0.60 0.80 Boom length Type, Length 1.00 A, 10m 1.50 A, 10m 2.20 B, 20m 2.80 C, 20m 実海域では 20m 程度は必要であると考えられ，2006 年 ※Skirt depth of booms: A type: 0.3m, B type: 0.4m, C type: 度の縮小プロトタイプでは B 型オイルブームを使用し， 0.7m スカート深さ 0.4m，オイルブーム長さ 20m としている． その他，海上投入と撤収に玉掛けが便利な吊金具を採 - 58 - 用し，取り付けた．また，台船への衝突時の衝撃吸収の 標を計測する．Fig 5.44 は実験中の自動展張ブイの状況 ため浮きを側面に取り付けた．Fig 5.39，5.40 にその全 である． Table 5.20 Test case of tank test 体を示す． current velocity (m/s) wave height (m) 0.25 0 ○ 0.15 ○ 0.25 ○ 0.35または0.4 ○ 1.00 ○ 1.50 ○ 2.00 ○ Fig 5.39 Prototype down scale model of the buoy ( III ) installed water jet nozzles Fig 5.41 Change of towing point Fig 5.40 Back view and the rudder of the prototype down scale model of the buoy ( III ) (6) 2 号機を改良した自動展張式オイルブームの水槽 実験 a) Fig 5.42 View from the position of image sensor camera 実験方法及び実験ケース over the tank 縮小プロトタイプの自動展張ブイの水槽実験は，2 号 器の実験で問題になった，ブイが台船（船体）側に向か って戻ってくる周期的な運動を抑止することを目的とし たオイルブーム取付け点の変更による効果を確認するこ とである．したがって，計測は画像センサによる位置の 測定のみである．また，実験ケースは Table 5.20 のとお りである．なお，水槽の大きさの制約から，2 号機を改 良して実験を行った． Fig 5.41～5.44 に実験の状況を示す．オイルブームの 取り付け位置は Fig 5.41 のように船側から見て沖側の浮 体に変更した．2005 年度の実験と同様に画像センサは水 槽真上に取り付け（Fig 5.42），Fig 5.43 のようにパタ Fig 5.43 The monitor shows the image sensor captured the ーンマッチングによりブイの重心位置を認識して位置座 buoy - 59 - ブイの中心線上にオイルブームを取り付けていた 2 号 器のデータでは，流速が 0.5knt と 1.0knt において大きな 位置の移動が周期的に見られ，安定的なオイルブームの 曳航に問題があった．2006 年度のオイルブームの取り付 け位置を海側へずらすことによって，Fig 5.45 に示すよ うに，周期的な位置の移動が抑制されていることが明ら かである．実験中の挙動観察においても同様に安定性が 増したことが確認されている． Fig 5.46 は流速が低い 0.25m/s で波高と安定性の状況 を見たものである．2 号器のデータでは，波高が 0ｍの場 Fig 5.44 Tank test of the buoy model (II) changed towing 合，周期的に船側に近づいてくる挙動が大きい．波が大 point in STORMS きくなると挙動が変化し，最も波高が大きい（H＝40cm） 時が最も安定していた．これに対して，Fig 5.47 に示す b) オイルブームの取り付け位置を変更した 2006 年度のデ データ解析結果と考察 Fig 5.45～5.46 に画像センサによる挙動の計測結果を ータでは，どの波高においても挙動が安定している． 示す．図の縦軸の値は 2005 年度と 2006 年度とでは画像 これらから，オイルブームの取り付け位置の変更によ センサの取り付け位置によって原点がずれるために，相 り，2005 年度に問題となった自動展張ブイの不安定な挙 対値である．ただし，絶対量は同等である． 動が解消されたといえる． Barge 1000 Buoy Position of the Buoy 900 0.25ｍ/ｓ 800 700 0.5ｍ/ｓ 600 0.75ｍ/ｓ 500 400 2.0ｍ/ｓ 300 0 50 100 150 200 Ｔｉｍｅ（sec） (wave height 0 cm, current velocity 0.25-2.0m/s) Fig 5.45 Positioning stability of the buoy model ( II ) changed towing point of the boom 1200 Current velosity 0.25 ｍ/ｓ Position of the Buoy 1100 1000 900 800 700 H=0cm H=15cm H=25cm H=40cm 600 0 50 100 Time(ｓｅｃ） 150 200 (current velocity : 0.25m/s, wave height 0-40cm） Fig 5.46 Wave height and positioning stability of the buoy model ( II ) - 60 - 1000 Current velocity 0.25 m/s Position of the Buoy 900 800 700 600 500 H=0cm H=15cm H=25cm H=35cm 400 0 50 100 Time(sec) 150 200 (current velocity : 0.25m/s, wave height 0-35cm） Fig 5.47 Wave height and positioning stability of the buoy model ( II ) changed towing point 5.5 で行いたかったことから，かき寄せバケット式スキマー 海上での運用試験 の縮小プロトタイプを製作した企業の工場を配備拠点に (1) 現地の選定と準備 見立て，被災地をその近傍の港湾に設定した．この結果， 本研究の油回収システムは，全国のクレーン付台船等 配備拠点は，岡山県玉野市，現地実験（被災地）として， を緊急時に油回収船として活用するパッケージとなるも ナホトカ号重油流出事故の被災地近傍の鳥取県境港を選 のである．システム一式を拠点に配備しておき，ある時 定した（Fig 5.48）． 間以内にクレーン付台船が待ち受ける岸壁までトラック 輸送でき，かつ，海洋工事会社の作業員が簡単な説明書 (2) 試験方法 でそのオペレーションを理解し，実施できるものをコン 試験は，境港においてクレーン付台船が待ち受けてお セプトとしている．このため，搬送と機器類の組立・撤 り，接岸岸壁まで前日に発送した油回収システム（4 ト 去，及びそのオペレーションを含んだ運用試験を行うに ン車 2 台）が到着したところから各作業にかかる時間の あたって，現地の選定についてはシステムを配備してい 計測を始め，海上作業を終えて帰港した時点で終了する． る拠点と事故が起きてこれを使用することになったクレ ただし，実際の油回収作業では，資機材が油により汚れ ーン付台船の接岸している港の 2 箇所を設定する必要が ているため，洗浄作業に多くの時間がかかると考えられ ある． ることに注意しなければならない． 作業を開始する前に，作業を請け負った工事会社の作 業担当者全員（7 名）に対して簡単な説明を行い，その 他組立等の説明はプロトタイプの製作メーカーの組立説 明書をみながら適宜行ってもらうようにして，初めての 作業でも機材の運用ができることを実証した．また，実 Sakai Port 験終了後に作業場の問題点について聴取した． Tamano (3) 試験の実施 a) Fig 5.48 Location of on-site operation test 資機材の積み込み及び運送 玉野にて前日の夕刻に油回収資機材の一式をトラッ 本研究においては，トラックによる陸送から実験を開 クに積み込み，境港へ向けて発送した．資機材の量は目 始することとした．実海域試験なので，使用する油回収 標どおり 4 トン車 2 台分を下回り，実験では 11 トン車 1 システムは水槽試験を行う前の油が付着していない状態 台に全ての資機材を積み込むことができた．このため， - 61 - (c)Other 受け入れ先のアクセス路が狭隘な場合は，4 トン車 2 台 に分けることで運送できる（Fig 5.49）．積み込んだ資機 Materials Characteristics counts Remarks Plastic tank Storage tank 1 For recovered water Φ150cm×h90cm Plastic sheets 3.6×3.6m 5 材のリストは Table 5.21 のとおりである． Nylon rope φ6mm×20m 1 Nylon rope φ12mm×10m 1 なお，今回の実験においては，リストにある発電機は 積み込んでいない．これは事前にクレーン船（ガットバ ージ船；第 26 高神，Fig 5.50）が有している発電機の容 量が十分であることがわかったためである．また，貯油 タンクは本来は大容量の組立式タンクなどが好ましいが， 予算の都合で準備できなかった．このため，折りたため Fig 5.49 The oil recovery system package on the 11 ton class ずかさばるが，樹脂製の容量約 1.2kl（ドラム缶 6 本分） truck bed のタンクとしている． Table 5.21 The list of the oil recovery system package for the test of operation at site (a)Bucket oil skimmer with rake Materials Characteristics counts Remarks Main unit 250kg 1 Air drive Control panel 1 100V，100W Compressor 1 Capacity 5m3／h，875kg Air hose 1 Compressor→ Control panel 1 Air hoses 2 Control panel→ Main unit 6 Air hose 3 Compressor→ Diaphragm pump 1 Electric cord Generator→ Control panel 1 Signal cables Control panel→ Main unit 4 Slings 4 Discharge pump Diaphragm pump 1 Air drive Hose joint Swivel type, One-touch coupler 1 Discharge hose valve 1 Suction hose 30m 1 Discharge hose 5m 1 Air hose 1 Air connector 1 Flange for pump 1set Fig 5.50 Kojin 26th, crane vessel b) 情により，ガットバージ船側に台船を固定した）への積 み込みは，クレーン等のないトラックを使用したが，予 (b)The Buoy System to Deploy the Oil Boom Automatically Materials Buoy Mounts Oil Boom Characteristics 340kg B type, 20m Winch Rope counts 1 4 1 1 φ10×30m Submersible Pump High pressure Rope φ6×10m Flange for pump Water jet nozzles Bracket for nozzles Branch pipe Water hose 1 Submergible pump→ Branch 1 1 1 1 5 5 1 1 Water hoses 2 Branch → Water jet nozzles Hose band Control panel Electric wire 1 Electric wire 1 Generator 1 set Inverter 1 Inverter→ Submersible pump 1 Generator→ Inverter 1 1 5 資機材のクレーン付台船への積み込み 資機材のクレーン付台船（運用試験においては，諸事 定通り船のクレーンで行うことができ ,当初の狙い通り , Remarks 荷物の積み下ろし用のクレーンを別に準備する必要がな For buoy かった．境港の岸壁に到着したトラックからの積み込み 状況を Fig 5.51 に示す． Tow the buoy．Weld to the deck. Withstand load 1t．for winch 3-Phase, 200V，2.2kw For water pump For water jet hoses 10m 30m．Mount on the oil boom． 3-Phase, 200V 3-Phase, 200V Fig 5.51 Loading goods on the barge from the truck - 62 - c) 資機材の組立と設置 組立作業が終了後，離岸し，海上試験を行う現場海域 資機材の組立は，離岸前に行った．これは当方が指示 へ向けタグにより曳航して移動した．現場海域に到着後， したものではなく，安全上の問題と岸壁の広いスペース 自動展張ブイを繋ぐウインチを台船甲板上の適当な位置 が必要な状況を想定したためである．航行しながらの組 に固定した（Fig 5.56～5.58）． 立を現地の作業員が行わない可能性があることを示して おり , 装置類の組立時間は極力少ないようにしないと出 港が遅れることがわかった． 組立については，模型製作メーカーが作成した説明書 を見て行った．組立工具はメーカーが同梱したもののほ かは作業を請け負った工事会社所有のものを用いた．油 回収機は結線，ホース類の連結のみの作業で，作業量が 少なかったが，自動展張式オイルブームは水ジェットホ ースをオイルブームに取り付ける作業量が多かった．組 Fig 5.52 Put the buoy on the mounts 立の状況を Fig 5.52～5.55 に示す． Fig 5.53 Mounting the fixed rudder plate Fig 5.54 Fastening the water jet hose to the boom Fig 5.55 Connecting the wires to the control panel of the oil Fig 5.56 Departure to the test site skimmer Fig 5.57 Arrival at the test site Fig 5.58 Fix the winch on the board (winch tows the buoy) - 63 - d) 油回収システムのオペレーション 当日の天候は曇りで，波がほとんどない状況で，流速 自動展張式オイルブームの投入（Fig 5.59，5.60）に 測定（Table 5.22，Fig 5.62，5.63）の結果からも潮の 当たって，当初は玉はずしと撤収の際の玉がけの作業に 流れが全く見られないような穏やかな状況であった．流 難航すると考え，専用の玉はずし及び玉がけの治具を用 速は水槽実験での最小の流速 25cm/s を下回っており，自 意して資機材に同梱しておいたが，実際の現場では作業 動展張式オイルブームの自動展張はうまく行かなかった． 員が治具に気づかず，船に備え付けの道具等で行ってし 流れがある場合の展張状況を確認するために途中からタ まった．現場では取扱説明書を全て読んでから作業する グのスラスタによる水流をかけた．タグのスラスタ付近 わけではなく , わからなくなった時点で拾い読みする傾 で約 108cm/s の流速をかけた 1 回目で十分な展張が行え 向が見受けられ ,同梱の治具についても ,これを使用せず た． に問題なく設置できたためと考えられる． かき寄せバケット式スキマーのオペレーションにつ 自動展張ブイは翼（固定舵）の設置向きを正しく行わ いては，実海域では油は用いることができないので単純 なければならないが，特に問題なく取り付けられた．ジ に海水をすくう作業にとどめた．しかしながら，機器の ェット水の噴射についても問題なく行うことができた 動作にかかる操作については数回の試行で理解できたと （Fig 5.61）． 見られる．作業状況を Fig 5.64～5.65 に示す． Table 5.22 Current velocity on site Measured point situation Vx（cm/s） Vy（cm/s） Vxy（cm/s） Near the oil boom deployed ♯1 stop the thruster 8 20 22 Near the thruster of tugboat ♯2 running the stop the thruster (2) thruster 120 10 100 10 156 14 running the thruster (1) 40 100 108 Fig 5.60 Deployment of the oil boom automatically Fig 5.59 Setting of the buoy Fig 5.61 Water jet Measured point ♯2 Measured point ♯１ Current by thruster Barge Fig 5.62 Measurement of current velocity on site - 64 - Tug Fig 5.63 Measure the current velocity（near the thruster） Fig 5.64 Operation of the Bucket oil skimmer with rake model Fig 5.65 Scoop the seawater and discharge into the storage Fig 5.66 Putting back the buoy tank．Operator is nearest man. Fig 5.67 Returning to port e) Fig 5.68 Unloading to the truck bed 撤収作業 (4) データ解析結果と考察 撤収作業は実際には油を回収していないので，汚れが なく，非常に簡単にできた．自動展張式オイルブームは a) 作業単位と作業時間 解体においても長くかさばるオイルブームの折りたたみ Table 5.23 に作業単位ごとに計測した作業時間を示す． やジェット水のホースの取り外しに若干手間がかかった． トラックから台船上への荷卸は，船のクレーンを用い 油回収機は結線やホース類の取り外しとまとめ作業だけ て行ったが，作業時間は 30 分を切り，全く問題がない． であり，たいへん簡単であった．撤収時に手配したトラ 自動展張式オイルブームの組立は 1 時間 18 分を要してお ックは 4 トン車 2 台で，問題なく全部の資機材が積み込 り，翼（固定舵）取り付けの順番を理解する時間，部品 めた．Fig 5.66～5.68 は撤収時の状況を示す． や部材の同定に要する時間，オイルブームにジェット水 用ホースを固定する時間など，多少手間取る様子が観察 - 65 - された．油回収機の組立は構造的な組立が全くなく，電 る．1 日目と 2 日目について得に大きな違いはなかった． 気配線とホース類の結束のみで，わずか 24 分で終わった． 2 日目で油回収機のオペレーション時間が多少長くなっ 資機材の設置は台船を岸壁に接岸したまま行い，トータ ているのは，海面上の油回収機の位置を 3 箇所移動させ ルで約 2 時間を要した． ることを指示したためである． Table 5.23 Time counts of each work unit 資機材の撤去に関しては，自動展張式オイルブーム及 び油回収機の仕舞いを同時並行で行っているため，各々 Preparation Work units start end time Loading from 9:20 9:48 0:28 trucks to the barge Building of the 9:50 11:08 1:18 buoy system Building of the oil skimmer 11:08 11:32 0:24 From depature to the site 13:00 13:28 0:28 Operation Fixing the winch Setting of the buoy system Trial operation of the oil skimmer The oil skimmer operation (1st) の時間計測が困難だったが，結果的には 1 時間で終了し ている．もし，実際に油を回収していたら，この時間に 資機材の洗浄や回収油水の排送のための時間が加えられ ると理解しなければならない． b) 全行程の終了後，作業担当者から意見を聴取した．そ First day Second day start end taime start end time 13:36 13:45 0:09 13:50 14:00 0:10 11:35 11:50 0:15 14:45 14:48 0:03 9:44 9:51 0:07 The oil skimmer operation (2nd) 14:48 14:51 0:03 9:51 9:57 0:06 The oil skimmer operation (3rd) 14:51 14:54 0:03 9:57 10:03 0:06 Hanging up the buoy system 9:36 9:45 の結果以下のような意見が抽出された． ① 0:09 自動展張式オイルブームについて ・ 14:55 15:03 Removing the materials Dismantling the buoy system Dismntling the oil skimmer Unloading on the trucks 現場作業担当者の意見 - 翼（固定舵）の取り付け方法がブイ浮体の下からな - 0:08 10:26 10:30 ので，たいへん取り付けにくい． ・ オイルブームにホースを結びつける作業は面倒なの で，インシュロックを使うなど工夫して欲しい． ・ 翼（固定舵）の角度調整を行うために緩めるねじな どは浮体上面側でできるようにして欲しい． ・ 0:04 玉がけや玉はずしについては，たいていの作業船に 備え付けてあるレッコ環を使えば十分できるので， start end time 11:10 12:10 1:00 11:10 12:10 1:00 13:00 - 特殊な吊治具は不要．特に今回のシャックルがねじ れやすい構造は要改善である． 次にオペレーションについては，まず，自動展張ブイ ② を台船と繋ぐためのウインチを固定する作業から始まっ ・ その他 説明書は濡れても大丈夫な材質にして欲しい（当日 たが，台船上にウインチの台座を簡単に溶接することで， は途中から雨が降った）． わずか 10 分足らずで終了した．工事用台船を用いる利点 これらの意見はおおむね的を射ていることが作業状 の一つであると考えられる． 況の観察からも明らかであった．なお，水ジェットのホ 自動展張式オイルブーム全体を海上に浮遊させる作 ースについては，高圧ポンプを自動展張ブイ浮体に内蔵 業についても 10 分程度で終了している．油回収機の試運 することが改造によって可能であるので，より細い電気 転については，その動作と制御盤のスイッチの関係等を 配線のみに改善できることから，より簡単な取り付け方 飲み込むために 15 分ほどかかっている．油回収機のオペ 法を考案できるものと考えている． レーションについては実際に油を回収するわけではない ことから実感はなく，簡単に海水を掬っただけで終わっ c) ている．このため作業時間はたいへん短いこととなった． 今回の海上実験において，運用上の評価ができなかっ 運用の評価 オペレーション上，油回収機の高さ調整はクレーン船の た項目としては波の影響がある．当日は非常に穏やかな ジブの上げ下げで行っていたが，実際の油回収作業とし 天候で，波がほとんどなかった．このため，定常的な波 ては大まか過ぎるきらいがあった．実際に油回収作業を の中での作業性についてはほとんど評価できない．ただ 行なうと，かき寄せバケット式スキマーは回収状況が見 し，航跡波がたびたびあり，この際には自動展張ブイは え易い方式であるため，ワイヤの巻き上げ巻き下げで行 横波を受ける形となり，船側に押し寄せられる挙動が出 ったほうがよいことにオペレーターが気づく可能性はあ た．したがって，波向きが船に向かう方向で，潮流と異 - 66 - めると以下のとおりである． なっているような場合には注意が必要である． 現地にトラックが着いて船上での組立が終わるまで 2 時間弱，その後出航して現地海上へ到着すれば，ほとん a) ど時間をおかずに作業に入れることはたいへん評価でき かき寄せバケット式スキマーについては，水槽実験に かき寄せバケット式スキマー ると考える．現地海上での作業は，今回の実験では台船 より，油膜厚さ 2cm 程度の条件で，実機サイズでは 1 時 を投錨して完全に固定した上で行ったが，この投錨作業 間に約 5.9 トンの油分が回収でき， （Oil Recovery Rate 5.9 は 10 分弱で行われており，問題ない．このため，トラッ t/h）このときの油水中の余水は 30%に抑えられる（ Oil クの到着から海上での作業までの時間は 2 時間強に海上 Recovery Efficiency 70%）ことが推算できた．これは同様 までの移動時間を加えればよい． にグラブバケット模型実験からの推算値であるそれぞれ 海上でのオペレーションについては，特に問題はない 5.7t/h（Oil Recovery Rate）および余水分 66%（Oil Recovery と考えるが，自動展張式オイルブームについては潮流が Efficiency 34%）を上回る成績を示している．また，運用 ないような場合に使用できない状況である．ただし，オ 試験においても組立やオペレーション上の問題は特にな イルブーム自体が全く広がらないほどの潮流だったので， かった． 実際の事故現場では浮流油に向かって船が微速で近づい かき寄せバケット式スキマーの今後の実機による実 て補足するような運用が必要である． 用化にあたっての課題として，タンク容量の拡大に伴っ 油回収機に関しては，実際に油を回収する作業上の理 て，余水を排水するポンプ能力を増強する必要がある． 解・無理解については油を流さない実海域実験では把握 また，かき寄せレーキのストロークや重量の増大に伴っ 不能であった．ただし，水槽実験においては最初の簡単 て，駆動系も実験用のエアー駆動から油圧式に変更する な説明後は，作業員がよく理解して実験を行えている事 必要がある．これにより外形サイズの拡大の抑制も図ら 実があるため，海上実験で油回収機各部の操作に関して れる．なお，現状はトラック輸送を前提としているため は簡単に習得できていることからも，問題ないと考える． 大型化には限界があるが，台船を用いたシステムである なお，本研究においては実機のサイズによる運用試験 ことから，油回収率はより大きいことが望まれるため， ができなかった．想定する実機は，十分に今回の陸送用 主要港据置型の大型高容量タイプの検討が必要である． トラックに収まる大きさである．5.3(8)の Table 5.9 の ように，かき寄せバケット式スキマーについて想定する b) 実機本体の外形寸法は 2.0×2.0×2.4m であり，4 トン積 自動展張式オイルブームについては，流速 0.5knt（約 自動展張式オイルブーム みトラック荷台の半分弱を占める大きさである．また， 25 cm/s）以上において，その目的である集油ブームとし 自動展張ブイについては，5.4(5)の Table 5.19 のように て必要な間口を確保し，安定的にオイルブームを展張し 想定する実機の外形寸法は 1.9×0.6×2.8m となっており， つづけられることが水槽試験で確認できた．しかしなが これも 4 トントラック荷台の半分強を占める大きさであ ら，海上での運用試験においては，航跡波による横波の る．したがって，4 トン車 2 台で実機サイズにしても問 影響を受けやすかった事実から，横方向の波に対する対 題なく陸送できるコンパクトさを維持できる． 策の必要があることがわかった．また，若干の構造上の 実機の製作に当たっては，自動展張式ブイについては， 改良で現地組立が簡単になることがわかった． 自動展張式オイルブームの今後の実機による実用化 ジェット水ポンプの内蔵化と組み立てやすい翼（固定舵） 取り付け構造とする必要がある．かき寄せバケット式ス にあたっての課題として，ジェット水ポンプの内蔵化に キマーについては，縮小プロトタイプでは予算上製作し よるジェット水ホースの取り回しの改善と，組み立てや た模型のサイズに対して効率がよいエア駆動とした．実 すい翼（固定舵）取り付け構造とする必要がある．また， 機では重量が増えることと外形サイズの拡大を抑制する 横波に対する安定性の向上が必要である．外形サイズに ため，重量に適正な駆動力であり，相対的に駆動用シリ ついてはブイの効率を高め，小型化することが望ましい． ンダ径をおさえて小型化ができる油圧を採用する必要が ある．また，タンク容量の拡大に伴って，余水を排水す c) るポンプ能力を 4 倍に増強する必要がある． 本研究においては実機サイズのプロトタイプによる 運用面 運用試験ができなかった．しかしながら，実機では油回 5.6 収システム全体の重量が増加することは必然であるが， 結語 クレーンの能力には十分な余裕がある．また，想定する 本研究により開発した油回収システムの成果をまと - 67 - 実機の大きさは，縮小プロトタイプの設計からみて十分 用することは困難であることから，経験の浅い使用者に に 4 トントラックに収まる大きさとできる．このため， とってもわかりやすく，運用性が高い油回収機のシステ 運用面の問題はおおむね生じないと考えられる． ムを開発することを目的に行ったものである． 本研究において 2004 年度の研究開発当初から一貫し このため，第 2 章においては，主に 1997 年に起きた たコンセプトは，全国に 900 隻余りあるクレーン台船を ナホトカ号重油流出事故を例に，我が国の油濁防除体制 有効活用するために，4 トントラック 2 台程度に積載し についてその課題を抽出した．その結果，ナホトカ号重 て陸送できる油回収システムのパッケージを開発するこ 油流出事故での油回収作業は多数のボランティアを含む とである．本研究は最終的に縮小プロトタイプの製作と 人海戦術に頼るものとなり，使用機材も油回収資機材で これを用いた運用試験を行ったところでまとめた． はない通常の様々な建設用資機材等が活用されて成果を 上げたことがわかった．ナホトカ号重油流出事故以降に， 油回収システムを配備する拠点としては，海岸線上の 適切な港湾等に置き，その港湾から陸上輸送の時間距離 政府は即応体制の強化等を打ち出し，また資機材につい を設定することにより多数の港湾についてカバーする方 ても大型油回収船を建造するなど充実を図っている．し 法が考えられる．また，高速道路が整備されている場合 かしながら，資機材は配備には偏りがあり，全国的に見 は時間距離が非常に短いことから，港湾よりも高速道路 れば資機材がほとんどない地域のほうが多い．また，ナ の I.C.付近に配備するほうが良い場合もある．たとえば， ホトカ号の積み荷であり，現在では船舶燃料として一般 横浜横須賀道路の佐原 I.C. 付近に配備しておけば，東 的である C 重油以上の高粘度油に対応した資機材が少な 北・八戸青森・釜石の青森東 I.C.まで約 10 時間 30 分で いということがわかった． 次に第 3 章においては，油回収システムの課題につい 輸送することが可能であり，全国の配備拠点の箇所数を 少なくできる． て，エマルジョン化油の問題，運用における資機材およ 逆に，配備計画は輸送時間よりもトラックの手配時間 び資機材のロジスティクスの問題，運用にあたる人的資 の方が長くかかることも予想され，常駐のトラックが確 源の問題，大量の回収油水の問題を抽出した．これによ 保できなければ，できるだけ全国の随所に配備する必要 りエマルジョン化油は粘度が非常に高いため，対応した が生じ，トラックを常駐あるいは極めて短い時間で確保 資機材が必要であることがわかった．また，資機材を現 できれば，高速道路網上の港湾については疎に，主要幹 場に搬入・搬出する手段を準備しておかなければ作業が 線道路上の港湾については比較的密に配備することとな できないことから，資機材についても搬入・搬出のため る．いずれにせよ，配備計画等の体制のあり方について の配慮が必要であることがわかった．人的資源としては， は今後の研究課題である． 実際に経験や訓練した者が数少ない油回収作業では専門 今後は油回収システムの実機の製作と実証試験等を 家の確保が非常に重要であることがわかった．また，大 行って，より完成度を高めていきたい．また，配備およ 量の回収油水が発生することによる貯蔵場所の確保や処 び貸し出しを行う体制や仕組みについて行政的な検討が 分費用の増大を防ぐために，出来るだけ余水や回収に伴 必要である．また，転用の対象となる作業船の検索と依 って生じるごみの減量化が重要であることがわかった． 頼を行なうしくみについて研究開発すればさらに緊急時 このため，一般的な油回収機を例に，運用のわかりやす の対応に資するものと考える． さを中心に評価した． このように，第 1 章～第 3 章により，解決すべき課題 6. 結論 は，およそ以下の通りであることがわかった． 解決すべき課題 1997 年 1 月に起きたナホトカ号重油流出事故を契機に， ① わが国では多くの油濁対策に関する技術開発等が行われ C 重油およびそのエマルジョンといった高粘度油 に対応すること． た．本研究も同様にナホトカ号重油流出事故後から継続 ② 的に行われ，その結果主に浅海域用高濃度油回収システ 現場への搬入・搬出について配慮したものであるこ と． ムおよび工事用作業船を用いた油回収システムの開発と ③ 提案を行なうことができた． 回収油水の余水をできるだけ低減した高濃度な油 水を回収できること． 本研究は第 1 章の序論で述べたとおり，大規模事故に ④ 運用性が高く，専門家のスキルを必要としないこと． おいては油回収作業に従事する専門家や資機材の数量が ⑤ ゴミによる作業の問題に対応すること． 不足であり，また，資機材を配備しても訓練をせずに使 ⑥ 我が国の資機材の配備が手薄い地域の油濁防除能 - 68 - きさはトラックにより運搬が可能な大きさとした． 力を高められること． これらの課題を受けて，第 4 章では，浅海域用高濃度 ③ 回収油水の余水を低減すること 油回収システムの研究を報告した．本機は海洋工事会社 ネットコンベア方式として，海面から油水をすくい 等の作業員によるオペレーションを前提として，重機が 上げると同時に余水のほとんどが排出される仕組 入り込めない海岸での効率的な油回収作業が可能な装置 みとしたため，油回収効率（Oil Recovery Efficiency） を目標とした．資機材の搬入搬出作業を軽減できる効率 が 80%以上であることが，水槽試験により実証され の良いロジスティクスを重視して，油回収機自体の性能 た． は，余水をほとんど回収しないこと，高粘度油とゴミの ④ 運用性の高さ 問題が無いことをめざした．その結果，油回収率（ Oil 高粘度油により生じる諸問題のうち，目に見えない Recovery Rate）が 5m3/h（1 日 6 時間運転で 30m3，ドラ 管内で生じる詰まり対策は上述の給水バルブ等の ム缶 150 本分），油回収効率（Oil Recovery Efficiency）が 設置で自動的に回避される．また，回収口に油が寄 80%以上の高濃度な油水の回収ができるシステムとなっ ってこない現象については，世界的に例を見ないか た． き寄せレーキを初めて搭載することで解決すると 運用面ではスキマー本体とポンプを分離することに 共に，ネットコンベア方式とすることで水面の油が より，搬入搬出を各部ごと人力で運搬可能な重量に抑え 回収される様子と仕組みが専門家でなくてもすぐ ることができた．また，油をスキマーのコンベアへかき に理解できる．また，ポンプは建設現場で使用され 寄せるかき寄せ機構を開発し，通常のスキマーで生じや るチューブポンプを選択して，海洋工事会社の作業 すく，現場でのスキマー本体の操作等による対策をせざ 員のスキルを発揮しやすいようにした．また，呼び るを得ない，本体の反射波や伴流で浮流油が寄ってこな 水が不要でカラ運転も可能であるため，ボランティ いという現象を根本的に解決した．コンベア方式を採用 アによる使用でもトラブルが生じにくいと考えら し，ゴミを振り落とすゴミ格子を採用することにより， れる． 油が回収されていく様子，ゴミに対するフィルタリング ⑤ ゴミの対策 が非常にわかりやすい装置となった．これに対して，高 油回収機本体にゴミ除けのスクリーンを設置した 粘度油の回収作業で必ず生じる管路の詰まりは，ポンプ こと，ホース内径を通過できる固形物は問題がない の負圧の境界値で注水する負圧給水弁により管路内を潤 チューブポンプを使用したことでゴミの問題は解 滑することで，86 万 mPa・s の高粘度油を吸引側 10m, 決したと考えられる． 吐出側 30m の移送が可能であり，これらにより油回収作 ⑥ 油回収資機材の手薄な地域の油濁防除能力の向上 業の専門知識があっても苦慮する詰まりの問題を解決し 本機の油回収率（Oil Recovery Rate）は 5m3/h であ た． ることが水槽試験により実証された．本機は 10 人 で運用が可能であり，海岸で作業する場合，1 日で 実海域での運用試験により，人力による搬入，組立， 設置作業が問題なく行われ，10 人で十分に操作できるシ 人力の 150 人分に相当する能力となっている．この ステムであることを実証した．これらを箇条書きでまと ため，全国の防災拠点等に多数配備されれば，トラ めると以下のようになる． ックによる陸上輸送により迅速な現場対応が可能 ① であると考えられる． ② 高粘度油への対応 排送用ポンプはチューブポンプを選択し，高粘度液 このように課題の解決策のひとつは第 4 章の研究によ 体に強い条件を設定した．排送管にわずかな水を自 ってなされたが，対象現場は人力を前提とする海岸側か 動的に給水するバルブを先駆けて設け，管の内壁と ら近い浅海域であった．油回収作業としてはできるだけ 高粘度油の間に水膜を形成する手法を取り，86 万 沖合で早期に開始できることがその後の被害の低減に大 mPa・s の高粘度油を吸引側 10m,吐出側 30m の移送 きく役立つ．このため，第 5 章では，油回収船を代替す を可能とした．さらに，閉塞時に高圧水を吹き込ん ることを目標として行った，工事用作業船を用いた油回 で管内を洗浄する装置を併置した． 収システムの研究開発について報告した．本研究では， 現場への搬入・搬出のしやすさ クレーン台船上に緊急に設置し，油をクレーン作業に擬 本体からポンプを切り離すことにより軽量化し，喫 して回収する油回収機と，僚船が不要な自動展張式ブイ 水を約 20cm と浅くして，人力により設置が可能で を用いた集油ブームを開発した．この二つのアイテムを あることを現地試験で実証した．また，各部材の大 主要機材として，実機サイズにしても 4 トントラック 2 - 69 - 台で運搬できるコンパクトなシステムとして，緊急配備 粘度は通常の C 重油からエマルジョン化油の広範 に対応した． 囲に広げており，C 重油の流出事故の場合は事故直 開発した油回収機は，貯油タンクの容量を稼ぐために， 後から対応が可能である．自動展張式の集油ブーム 余水を吐出しながら回収するものであり，また，高粘度 は僚船がない場合やまだ現場でオイルブームによ 油を排送する方法はバケット式であるため，詰まりやゴ る処置がなされていない場合でも油回収作業を開 ミの問題とはほとんど無縁である．さらにかき寄せ装置 始できる．海上に投入すると流れの下流側に集油さ によりバケット内に浮流油を導き入れる方法は，その原 れるように自然に展張されるので，流れのない場合 理がすぐに理解できる．さらに対象とする油の粘度の範 を除いて集油ブームが自然に展張される状況が油 囲に制限が無いため，粘度による使い分けは必要が無い． 回収作業の最も良い態勢となる． その能力は油回収率（Oil Recovery Rate）5.9t/h，油回収 ⑤ ゴミの対策 3 効率（Oil Recovery Efficiency）70%で，通常の容量 4m 油回収機本体の取り入れ口は大きく開き，また貯蔵 規模のグラブバケットで回収した場合と油回収率はほぼ タンクに排出するときは底板が大きく開く．このた 同様で，油回収効率は約 2 倍の値を示した． め，粗大なごみでなければ全く影響がないと考えら れる． 集油ブームは，クレーンにより投入，切り離すことで ⑥ 流れの下流側にオイルフェンスを自動的に展張できる． 油回収資機材の手薄な地域の油濁防除能力の向上 ただし，流れが弱いと十分に展張できず，横波を受ける 本機の油回収率（Oil Recovery Rate）は 5.9t/h と推 と不安定な挙動が出る．しかしながら，僚船を用いず， 計できることが大型水槽試験により実証された．容 広い幅で集油できる本方式は効率的な運用に資すると考 量 4m3 グラブバケットに対してほぼ同様の能力で えられる．これらを箇条書きでまとめると以下のように ある．ナホトカ号重油流出事故時にガット船が活躍 なる． したことから，より大型化し，高容量のグラブバケ ① 高粘度油への対応 ットと同様の能力を持つことにより油濁防除能力 本機では油水の排送系には管路もポンプも使用し は向上すると考えられる． ていない．バケットの底板を貯蔵タンク上で開くこ とにより排出するため，詰まりは生じない． ② ③ ④ これらの油回収システムの開発を通じて，運用が簡単 現場への搬入・搬出のしやすさ な油回収システムを構築するために必要な検討項目の確 すべての構成部材を 4 トントラック 2 台で搬送でき 認ができた．まず，現場で作業する人員のスキルを設定 るように設計しており，また，クレーン台船を対象 することである．これは，油回収機およびシステムは通 としているため，クレーンによる迅速な積み込みが 常は使用されない機械であることから，ある程度の機械 できることを運用試験で実証した．さらに，組立や 類に対するスキルを設定すること，通常は経験しない油 海域での設置作業も迅速に行えることが運用試験 回収のスキルを設定しないこと，が重要である．本論文 で実証できた． の 2 つの例はともに海洋工事会社の作業員のスキルを設 回収油水の余水を低減すること 定している．このことで，電気配線，油圧ホース，各種 スキマー本体バケットの下部の余水をポンプによ 組立，クレーン作業などが現地で滞りなく実施できた． り排出しながら回収する方式であり，油回収効率 これに対して，油回収作業のスキルとしても最も基本 （Oil Recovery Efficiency）が 70%であることが，水 となる油の粘度に関してはできるだけ無視して作業可能 槽試験により実証された． であるような油回収機とした．浅海域用高濃度油回収シ 運用性の高さ ステムでは，海岸付近に漂着した油は通常既にエマルジ 海洋工事会社の作業員のスキルを発揮しやすいよ ョン化しており，粘度が数千～数十万 mPa・s であると うに ,かき寄せバケット式油回収機はクレーン作業 考えられ，もっぱら高粘度油特有の問題を生じると推定 のイメージで油回収ができるように，グラブバケッ されるため，高粘度側の限界が非常に高い油回収機とし トをモデルとして開発した．また，かき寄せレーキ て，運用に資することとなっている．また，現場作業員 により油をかき寄せて，バケットの上蓋をあけて流 が見るだけで油回収の原理が理解できる方式を採用した し込む方式は，見てすぐにその原理がわかる．この ため，現地の試験では操作を簡単に理解できた．同様に， ため，運用試験において詳細な説明のないまま操作 かき寄せバケット式スキマーは，適用粘度の範囲に限界 が可能であることが実証された．また，対象の油の は無く，緊急時に用いる油回収機として適当である．バ - 70 - ケットにかき寄せるしくみ，詰まりが生じない機構は油 本論文においては，浅海域用高濃度油回収システムは 回収作業のスキルをほとんど要せずにすむこととなると 約 5.4m3/h，かきよせバケット式スキマーは 5.9m3/h の能 考える．また，当初からクレーン台船を対象としている 力（油回収率，余水を含まない）を持っている．作業環 ため，現地での重量物の移動などで機動力が高い． 境に恵まれ，日中 8 時間稼働したと仮定すると，前者で 43.2m3/day，後者で 47.2m3/day の油を回収できる．ナホ このように，運用が簡単な油回収システムのあり方と しては，本研究の場合は，海洋工事会社のスキルで運用 トカ号重油流出事故では約 6,000m3 の C 重油が流出した． でき，油回収のスキルが要求されないものとすることで エマルジョン化して内部に 60%の海水が分散したと仮定 あった． すると体積は 15,000m3 程度に膨張したと考えられる．こ これらの 2 例のうち，浅海域用高濃度油回収システム れらの全てが沿岸域に到達し，海岸にすべて漂着した場 は，改造したものが国土交通省近畿地方整備局の「 Dr. 合，論文にあるように 1 人 1 日 0.2m3（ドラム缶 1 本） 海洋」の副機として適用された．当初の目的である海岸 の回収量が期待できる．ただし，余水分の量が不明なの から人力で進水させて運用するシステムという喫水の浅 で仮に 100%として考えても，延べ 75000 人の作業が必 い，各部の重量が軽いという部分は適用されないが，そ 要である．これに対して，浅海域用高濃度油回収システ の動作のわかりやすさ，高粘度油とゴミ対策の性能のよ ムならば延べ 347 台，延べ 3470 人の人員が必要となる． さ，本体にポンプを内蔵しないことからくる重量の小さ また，かき寄せバケット式スキマーの場合は延べ 317 台， さが優れている． 延べ 317 隻のクレーン台船が必要となる．浅海域用高濃 工事用作業船を用いた油回収システムは，実機サイズ 度油回収システムは多数用いる小型の油回収機として， での実験や運用試験が行われていないことが今後の課題 現地での実効性を運用性の良さにより高められることか である．本システムを陸上または主要港湾などの防災拠 ら，通常の油回収機に対して，緊急時での即応のための 点に配備することにより，高速道路近傍であれば全国で 運用性が特に優れた油回収機として作業に資すると考え 数箇所の配備で半日以内に災害現場近傍の港に停泊する られる．また，かき寄せバケット式スキマーは油圧駆動 クレーン付台船まで達する．こうした防災拠点配備に適 にすることで実機ではかき寄せ装置の駆動を速くするこ 用することが最も適していると考えられる．今後さらに とでサイクルタイムが短くなれば，より油回数率が向上 実機製作による検証を行いたいと考えている． すると考えられる． 以上から本研究で導き出された 2 つのシステムを なお，ナホトカ号重油流出事故においては油回収作業 Table 3.1 に当てはめると，Table 6.1 のようになり，運 によって流出した油がすべて回収されたとは考えにくく， 用面で重要な項目について十分な性能を持つ他に類例の 海中に分散，沈降したものや回収できない箇所に入り込 ない油回収システムであることが分かる． んで残されたものも多いと考えられる．しかしながら， Table 6.1 Characteristics of the developed skimmer 膨大な量の流出油に対応するためには，大容量の油回収 compared with general skimmer type システムの性能の向上が必要になる．本論文に示したか Skimmer type Oil Type (viscosity) 1.Wier low Need Oil Oil Effect Effect of Recovery Recovery of of trainin Rate Efficiency Debris Wave g high low high high yes 2.Fixed submersion plane low-med. high low high med. simple き寄せ装置や余水排除の技術等を大容量の油回収システ ムに応用することによって，より効率的な油回収システ ムの開発が可能となると考える． 油濁対策に関する研究開発は，目的が海上，海岸，海 底での油回収技術という，たいへん範囲の広いものであ 3.Suction low-high high low high high yes 4.Cylone low-high high low high high yes り，どの分野についても研究の進歩による貢献度合いは 5.Rope mop med.-high med. med. low med. simple 6.Drum low-high med. high med. med. simple 大きいと考えられる．現状では回収量全体の 15%程度と 7.Disk med. med. high high med. simple いわれる海上での回収率の低さは大きな課題である．ま 8.Belt, brush med.-very high med. med. med. med. yes 9.Grab bucket med.-very high med. low low med. no た，ISO においても近年やっと油回収機の評価試験につ 10.Complex low.-very high vary vary med. vary yes いて基準ができ始めたところであり，カタログ値につい 11.Net conveyor oil high-very high med. skimmer with the rake med. low med. no ては現在のところ一定の条件下での評価となっていない． 12.Bucket oil med.-very high med. skimmer with the rake med. low med. no したがって，研究開発の余地は非常に多いと考えられる． これまで述べたとおり，我が国の油回収体制の技術的 The developed skimmers are 11. and 12. な向上を目指して，緊急時の運用性が高い油回収システ ムの研究を行ってきたが，実際の配備のために，コスト - 71 - テーマとして課題解決に取り組んでまいりたい． 面の検討も必要であると考えている．また，今後はさら （2011 年 8 月 12 日受付） に以下に示すような油回収機等の研究開発を行ってまい りたい． ① 岩礁に付着した漂着油の回収システム 謝辞 本稿は著者の博士学位論文の書式を変更し，港湾空港 現状では，高圧水による洗浄が付着生物に必ずしも 技術研究所資料として発表するものである． 良い影響を与えないことから，人力によるぬぐい作 業となっている．これを機械化することにより作業 本論文を作成するにあたり，本研究の遂行に際してご 者の負担を低減する． ② ③ ④ 指導，ご協力をいただいた方々に感謝いたします． 砂浜上に漂着した油を効率よく回収する軽量な回 まず，大阪大学大学院工学研究科教授，加藤直三先生 収システム には本論文をまとめるにあたって，暖かいご指導，ご鞭 現状では重機により海上に押し出し，浮いた油を回 撻を賜りました．心より篤く感謝申し上げます．また， 収しているが，重機による砂浜への影響が大きいた 同工学研究科教授長谷川和彦先生，戸田保幸先生ならび め，人力による作業が好まれることがある．砂浜へ に出口一郎先生には，本研究について的確で貴重なご指 の影響の少ない機械回収方法が必要である． 摘,ご意見をいただきました． センサにより自動的に油塊近傍に移動して油への 本研究において，浅海域用高濃度油回収システムの研 遭遇度合いを高める油回収機 究では，平成 10～12 年度にわたり環境庁（当時）から国 我が国では船舶の事故等による中小規模の油濁事 立機関公害防止等試験研究費を受けて行うことができま 故は珍しくない．この場合，エマルジョン化した燃 した．実海域試験においては，国土交通省北陸地方整備 料油は数十 cm～数 m 程度の間隔で離散的に海上を 局新潟港湾空港整備事務所及び新潟技術調査事務所の皆 漂流する．したがって，支援船から投げ込まれたス 様にご協力いただきました．また，本装置を船舶搭載用 キマー部分が自動的にこれらのそばに移動するこ に改造して搭載した Dr.海洋は，2008 年度に土木学会の とで作業効率が向上すると考えられる．また，火災 環境賞（小型の環境整備船に搭載可能な新たな油回収シ の危険があるような場合に無人で油回収作業がで ステムの開発～油回収の効率化による閉鎖性海域の環境 きる． 保全～）を受賞し，その概要に「ネットコンベア方式の 大容量高効率の油回収システム 油回収機を別途搭載することが可能となり，対応できる 現在，我が国では世界的に例の少ない大型油回収船 流出油の粘度範囲を大幅に拡げることができた」40)と評 （浚渫船と兼用）3 隻（白山，海翔丸，清龍丸）に 価されました．国土交通省神戸港湾空港技術調査事務所 よる油濁防除体制を持っているが，こうした大型船 及び神戸港湾事務所の関係者の皆様に篤く御礼申し上げ に搭載する油回収機の効率，運用性の向上が必要で ます． ある． 工事用作業船を用いた油回収システムの提案につい ては，環境省から平成 16～18 年度地球環境保全等試験研 また，油回収作業を支援する以下のような技術につい ても研究してまいりたい． 究費を受けて行うことができました．また，実海域試験 ① 大規模事故時に海上に投げ込んで，浮流油に自動的 におきましては同中国地方整備局境港湾空港整備事務所 に追随し，海象データ等の発信をするシステム．こ その他多くの関係者のご協力を得られました．ここに謹 れについてはすでに研究を開始している． んで感謝の意を表します． ② 地理的条件や現地の状況に最適な油回収資機材等 本研究を進めるにあたっては，元海上災害防止センタ の提案システム ーの故月野良久氏には多くのご指導を頂きましたことを 筆者は 1998 年に GIS を用いた油回収資機材の提案シ 感謝いたします．さらに社団法人日本作業船協会及び同 ステムの研究を行ったことがあるが，現在格段に向上し 協会の辰口雅光氏，株式会社海洋開発技術研究所の城野 たウエブ環境を活用したシステムとして再提案してまい 清治社長には油回収機および試験水槽等に関する技術を りたい． 多岐にわたりご教示いただきましたことを感謝いたしま 以上のように多岐にわたる研究となるが，そのどれも す．また，元施工・制御技術部長の白石哲也氏（現四国 が油濁防除技術に現実的に不足しているものである．ま 地方整備局次長）および歴代の部長をはじめとする旧施 た個々の技術としてはカギとなる専門性が異なっている 工・制御技術部（旧機械技術部）の皆様には本研究の実 ため，多くの研究者と協力することにより複合的な研究 験の実施等，多大なるご協力をいただきました．ここに - 72 - 月，p.33． 深く感謝の意を表する次第であります． 15) 除宇楽：ヘベイ・スピリット号事故への対応と韓国 最後に本研究を進めるにあたり，格別のご配慮と叱咤 激励をいただきました小和田亮元理事長ならびに金澤寛 が学んだこと，石油連盟，2009 国際ワークショッ 前理事長をはじめとする港湾空港技術研究所の皆様に改 プ（第 1 回油濁対策ワークショップ），平成 21 年 3 めて深く感謝申し上げます． 月． 16) WORLD CATALOG of OIL SPILL RESPONSE PRODUCTS 9TH EDITION, SL Ross Environmental 参考文献 1) 海上災害防止センター，海上防災 Research Limited, 2008． 事故事例集，特 17) Merv Fingas: The Basics of Oil Spill Cleanup, CRC 集号，平成 14 年 2 月． 2) （社）日本海難防止協会：特集 あれから 10 年ナ Press LLC, 2001, pp.89-99． 18) 平成 12 年度日本沿岸域船舶航行環境調査報告書， 号海難の教訓はどう活かされたか，海と安全， NO.532，平成 19 年 2 月． 3) 4) （社）日本海難防止協会,平成 13 年 3 月，pp.103-104． 海洋工学研究所「重油汚染・明日のために」1998 19) 吉江宗生，藤田勇，佐藤栄治：海岸の浅い水面での 年 12 月． 高粘度油の回収作業を省力化する油回収システム 運輸省港湾技術研究所・環境庁国立環境研究所：油 の研究，社団法人 流出事故に備えた回収対策及び環境・災害情報整備 洋開発論文集，VOL.19，2003.7，pp.43-48． に関する調査，平成 10 年 3 月． 土木学会 海洋開発委員会，海 20) 吉江宗生，平林丈嗣，田中俊成，藤本健幸，原田貴 5) 平成 9 年版 6) 稲葉一雄：政府としての油濁事故への対応体制～危 に対応したネット式スキマーの開発， 機管理の観点から～，石油連盟 2001 国際会議（油 TECHNO-OCEAN2000 International Symposium 流出に関する国際シンポジウム），平成 13 年 3 月． Vol.II, 2000.11, pp.207-212． 7) 8) 海上保安白書． 久，剣持知浩，辰口雅光：エマルジョン化高粘度油 野間清二：ナホトカ号事故とその後の油流出対応体 21) 吉江宗生，佐藤栄治，辰口雅光：浅海域に対応した 制の変遷，石油連盟 2001 国際会議（油流出に関す エマルジョン化高粘度油回収システム，土木学会第 る国際シンポジウム），平成 13 年 3 月． 56 回年次学術講演会講演集，Ⅶ-47, 2001.10， Muneo Yoshie, Isamu Fujita, Yukihiro Saito: About pp.94-95． Construction of Simulation Tank for Oil Recovery in 22) 吉江宗生，佐藤栄治，白井一洋：沿岸域の高粘度油 Marine Situations, OCEANS'04 高濃度回収システムの研究開発，港湾空港技術研究 MTS/IEEE/TECHNO-OCEAN'04, paper No.183, 所報告第 42 巻 1 号, 2003.3，pp.115-137． 23) 珠洲市ロシアタンカー重油流出災害記録 2004,11． 9) JOSEPH V. MULLIN & JAMES S. LANE: R&D Users 美しい 海岸が甦るまで，珠洲市，平成 10 年 5 月． Guide to the Ohmsett Oil Spill Response Test Facility, 24) Iwan White：油流出対応－実績，動向及び大規模事 Spill Science & Technology Bulletin, Vol.6, No. 1, 2000, 故対応後の進歩，石油連盟，油流出に関する国際シ p.77． ンポジウム，平成 13 年 3 月． 10) 「筑波研究所 25) 大規模油流出事故の初期対応に関する調査研究 回流水槽」パンフレット，（財）シ まとめ，シップ・アンド・オーシャン財団, 1997 年 ップ･アンド･オーシャン財団． 11) 「筑波研究所 7 月，pp.52-55． 角水槽」パンフレット，（財）シッ 26) Robert Schulze: 1997/1998 WORLD CATALOG OF プ･アンド･オーシャン財団． OIL SPILL RESPONSE PRODUCTS SIXTH EDITION, 12) 海洋油汚染とその対策―ナホトカ号の事故を契機 に― 討論１，海洋工学連絡会，第 16 回海洋工学 World Catalog JV, SKIMMERS 2-14, 1997． 27) Flemming Hvidbak：船体からの重質油の回収につい パネル，平成 9 年 7 月 25 日，p.21． 13) 月野良久：流出油防除資機材の現状と問題点，海洋 て－回収のための装置と高粘度流出油のポンプ輸 工学連絡会，第 16 回海洋工学パネル，平成 9 年 7 送技術，石油連盟，油流出に関する国際シンポジウ 月，pp.66-67． ム 2003，平成 15 年 2 月． 14) 月野良久：流出油防除資機材の現状と問題点，海洋 28) 海の環境を守る名医 工学連絡会，第 16 回海洋工学パネル，平成 9 年 7 海洋環境船 Dr.海洋 パンフ レット，国土交通省近畿地方整備局神戸港湾事務所， - 73 - 2007 年． 29) Muneo Yoshie, Kenji Takezaki, Isamu Fujita: Development of an oil skimmer operated by crane barges, International Oil Spill Conference 2008, 2008.5, pp.469-474． 30) 吉江宗生，藤田勇：強制排水によるバケット式油回 収機の大型造波水槽実験，社団法人 洋開発委員会，海洋開発論文集 土木学会 海 VOL.22, 2006.4, pp.975-pp980． 31) 吉江宗生：港湾工事用作業船を活用する油回収シス テムの提案-港湾及び沿岸域の迅速な油濁防除対応 のために-，日本マリンエンジニアリング学会誌， 第 42 巻 5 号，2007.9，pp.21-26． 32) 吉江宗生，藤田勇，竹崎健二：工事用作業船を転用 した油回収システムの開発，港湾空港技術研究所資 料，No.1185，2008.12． 33) 海上防災ハンドブック，海上災害防止センター・海 上防災事業者協会，1996，pp.118-125． 34) 吉江宗生，藤田勇，竹崎健二：かき寄せバケット式 スキマーの開発と運用試験，土木学会第 62 回年次 学術講演会講演集，No.2-219，2007.9． 35) 宇佐美宣拓，大塚夏彦，荻原浩二，米田克幸，佐伯 浩：バケットを利用した流出油の回収に関する基礎 的研究，社団法人 土木学会 海洋開発委員会，海 洋開発論文集，第 16 巻, 2000.6，pp.123-128． 36) Robert Schulze: WORLD CATALOG of OIL SPILL RESPONSE PRODUCTS 9TH EDITION, SL Ross Environmental Research Limited, skimmer 2-2～2-22, 2008． 37) 矢野州芳，熊本均，渡辺孝則，小川武，三宅直人： ドラグサクション浚渫兼油回収船“清龍丸”，三菱 重工技，VOL.43 NO1，2006，pp.26-27． 38) Muneo Yoshie, Isamu Fujita, Kenji Takezaki: Field Simulation of Oil Skimming System Package for Crane Barges in Emergency, OCEANS'08 MTS/IEEE KOBE-TECHNO-OCEAN '08, 2008.4． 39) 吉江宗生，藤田勇：オイルブーム展帳ブイの開発と 実験，TECHNO-OCEAN2006 / 19th JASNAOE Ocean Engineering Symposium, paper No.46, 2006.10． 40) 土木学会ウエブ， http://www.jsce.or.jp/prize/tech/pd/2008_18.pdf - 74 - 港湾空港技術研究所資料 No.1246 ２０１１．１２ 編集兼発行人 独立行政法人港湾空港技術研究所 発 行 所 独立行政法人港湾空港技術研究所 横 須 賀 市 長 瀬 ３ 丁 目 １ 番 １ 号 TEL. 046(844)5040 URL. http://www.pari.go.jp/ 印 刷 所 株 式 会 社 シ ー ケ ン C （2011）by PARI Copyright ○ All rights reserved. No part of this book must be reproduced by any means without the written permission of the President of PARI この資料は、港湾空港技術研究所理事長の承認を得て刊行したものである。したがって、本報告 書の全部または一部の転載、複写は港湾空港技術研究所理事長の文書による承認を得ずしてこれを 行ってはならない。
